tehnici de separare si curatare a deseurilor

V.2. SEPARAREA DEŞEURILORV.2.1. Procedee de clasare

Aparate pentru clasare mecanică GRATARE FIXE

• Sunt formate din bare metalice, fixate pe un cadru înclinat în lungul barelor.

• Materialul cade pe puntea formată din bare

• Bucăţile mari se rostogolesc sau alunecă spre gura de descărcare, iar cele mici trec prin deschiderile

• Deschiderile dintre bare variază între 50 – 200mm, iar înclinaţia suprafeţei de separare poate fi de 20 – 500.

• Aceste grătare nu consumă energie, nu sunt scumpe

• Au eficienţă doar pentru materiale uscate şi care se deplasează uşor pe suprafaţa de separare a grătarului


GRĂTARE CU BARE MOBILE

• Barele execută o mişcare alternativă, fiind acţionate de un arbore cotit

• Ele sunt fixate de mecanismul de acţionare astfel încât la un moment dat barele de număr par se deplasează într-un sens iar cele de număr impar se deplasează în sens opus.

• Montarea barelor într-un plan înclinat cu 10 – 150C şi mişcarea lor alternativă facilitează deplasarea materialului pe suprafaţa de separare, mărind eficacitatea aparatului


1 – bare de ordin impar 4 - excentrice

2 – bare de ordin par 5 – arborele de acţionare

3- piese de legătură 6 – roată de transmisie

V.2.1. Procedee de clasare V.2.1.1. Clasarea mecanică

CIURURI ROTATIVE Suprafaţa de separare este formată dintr-o împletitură din sârma

sau tablă perforată Tamburul se roteşte în jurul unei axe uşor înclinate faţă de

orizontală. Materialul se deplasează atât în lungul tamburului, dinspre partea

mai ridicată spre cea mai coborâtă, cât şi pe circumferinţa interioară a tamburului datorită rotaţiei sale

În timpul deplasării, particulele de diferite mărimi trec prin orificiile cu dimensiuni variabile de pe circumferinţa tamburului, obţinându-se mai multe fracţiuni granulometrice

Se construiesc şi aparate cu mai multe tambure coaxiale, fiecare având suprafaţa de separare cu deschideri de o anumită mărime. Tamburul cu deschiderile cele mai mari se plasează în centru


Materialul, adus în interiorul acestui tambur, se deplasează în modul descris anterior ,şi se separă în două fracţiuni:

• cernutul, care ajunge pe suprafaţa exterioară a tamburului următor şi

• refuzul care este evacuat la partea mai joasă a tamburului; separarea se produce asemănător pe celelalte tambure.

Aparatele cu mai multe tambure coaxiale sînt mai compacte şi au eficacitate mai mare.


Sita tambur Sita tambur este o sita cilindrica; Reprezinta un agregat de clasare verificat care poate fi utilizat

intr-o instalatie de preparare a deseurilor, atat in prima treapta de preparare, cat si dupa procesul de maruntire.

Debitul si performantele la separare ale unei site tambur sunt determinate de marimea orificiilor, diametrul, turatia, elementele interiorului tamburului si inclinatia acestuia.


Reducerea timpului de prelucrare a deşeurilor, se poate asigura dacă se montează sitei tambur, pe peretii interiori, diferite accesorii cu ajutorul cărora să se poată taia sacii în care au fost colectate deşeurile.

În acest mod, sacii de deşeuri menajere, colectaţi de agenţii de salubritate, vor putea fi desfăcuţi şi sortaţi rapid şi automat cu ajutorul acestui tip de sită.


CIURURI şi SITE OSCILANTE Constau din una sau mai multe rame dispuse în etaje; De rame sunt fixate suprafeţe de cernere (table perforate sau

împletituri din fibre textile sau de sârmă), care execută diferite mişcări (vezi figura anterioară)

Cea mai mare răspândire o au ciururile şi sitele cu oscilaţii în plan vertical (b)

Avantajele faţă de cele rotative sunt:

• Grad de utilizare a suprafeţei de cernere mai mare

• Reparaţii uţoare şi rapide

• Spaţiu de montare redus Dezavantaje:

• Producerea vibraţiilor, ceea ce presupune fundaţii solide

V.2. SEPARAREA DEŞEURILORV.2.1. Procedee de clasare Sită oscilantă cu un singur

etaj

Pe cadrul 1 sunt montate lagărele 2 ale arborelui excentric 3.

• pe arborele 3 este suspendată rama 4 a sitei 5.

• la cele două extremităţi rama 4 a sitei este suspendată lateral pe arcurile elicoidale 6.

• Arborele cu excentric este acţionat de motorul electric 7, prin intermediul unei transmisii cu curele trapezoidale

•Materialul 9, introdus la capătul de sus al rampei 4 se deplasează în salturi pe suprafaţa de cernere; particulele cu dimensiuni mai mici ajung la ochiurile sitei şi trec prin acestea, constituind produsul 10 de la celălalt capăt al sitei.


CIURURI şi SITE VIBRATOARE Se aseamănă din punct de vedere constructiv cu cele

oscilante, cu deosebirea că aparatul execută mişcări (vibraţii) numai în direcţia normală la suprafaţa de cernere (f)

Producerea vibraţiilor se realizează mecanic sau electromagnetic

Au o productivitate mai mare decât cele oscilante şi consum de putere mai mic

Pentru a asigura înaintarea materialului pe suprafaţa de cernere, aceasta are o înclinaţie mai mare, 30 – 400, faţă de 10 – 150 întâlnită la ciururile şi sitele oscilante

S-a dovedit a fi eficienta ca agregat de cernere a deseurilor care nu se infunda


Se folosesc site maleabile din cauciuc sau materiale plastice, montate pe un sistem de bare care basculează în contratimp.

Mişcarea de basculare antrenează sita într-o mişcare de tip undă, cu o amplitudine considerabilă de 30 până la 50 mm pentru frecvenţe de oscilatie de 600 pana la 800 /min si imprima materialului de cernut acceleratii considerabile.


Separator balistic Acest mecanism a fost realizat pentru separarea deşeurilor

municipale în trei fracţii: grea, usoara şi fină. Este format din pâlnia de încărcare şi puntea formată din mai multe

benzi metalice perforate şi care vibreaăa în contrasens una faţă de cealaltă.

Puntea are o mică înclinaţie pentru a imprima fracţiei grele o anumită acceleraţie.

Deşeurile mărunţite, în funcţie de forma şi greutatea specifică fiecarei particule se deplasează în susul sau în josul puntei.

Particulele mai grele au tendinţa de a se deplasa în jos odata cu mişcarea benzilor şi astfel se separă fracţia grea.

Datorită mişcării de vibraţie şi de rearanjare continuă a deşeurilor pe puntea separatorului, particulele uşoare (hartie, carton şi foliile de plastic) se deplasează către marginea superioară a separatorului, astfel formându-se fracţia uşoară.

Fractia fina reprezintă particulele care au trecut prin orificiile benzilor metalice


Procentajul de fracţie grea şi fracţie uşoară se determină prin modificarea înclinaţiei punţii.


V.2.1.2. Clasarea pneumatică Separarea prin cernere a unui material care conţine alături de

particule mai mari şi particule extrem de fine (până la pulbere) are o serie de dezavantaje:

• Suprafaţă mare de cernere

• Durată mare de rămânere a materialului pe sită

• Înfundarea frecventă a sitei. În aceste condiţii se apelează la separarea pneumatică, care

se bazează pe antrenarea diferenţiată a particulelor într-un curent de aer.

Se mai numeşte şi sortare densimetrică, separarea realizându-se în funcţie de viteza de cădere a particulelor.


Viteza de cădere depinde de forma granulei şi de greutatea specifică a fiecărui material.

Aparatele utilizate se numesc separatoare pneumatice cu aer şi pot fi:

• Cu recirculare de aer

• Cu trecere directă a aerului

• În zig zag


Amestecul care urmează a fi separat este alimentat prin pâlnia 1 şi cade pe discul rotativ 2 fixat pe arborele vertical 3. Acesta este acţionat în rotaţie prin transmisia cu curea trapezoidală 4. Tot pe arborele 3, sub discul 2, este montat sistemul de palete 5, care acţionează ca un ventilator.

Forţa centrifugă, creată prin rotirea discului, antrenează materialul pe care îl proiectează spre peretele părţii cilindrico – conice 6; particulele grosiere ajung la perete unde, prin ciocnirea cu acesta, pierd viteză şi cad spre partea inferioară a conului 7, iar de aici sunt evacuate 8.

Particulele fine, antrenate de curentul de aer refulat de ventilator sunt duse în spaţiul dintre cilindrii 6 şi 9, iar aici datorită micşorării vitezei aerului, se realizeaza căderea fracţiei fine spre evacuare 10.

Separator pneumatic cu recirculare de aer.1. pâlnia; 2. disc rotativ; 3. arbore vertical; 4. curea trapezoidală; 5. sistem de palete; 6, 9. perete partea cilindro-conică; 7. con; 8. evacuare particule grosiere; 10. evacuare particule fine; 11. palete de reglare.


Pentru materiale cu o distribuţie mai largă a dimensiunilor particulelor (0,1 – 10mm) se poate folosi separatorul pneumatic în zigzag.• acesta are o construcţie robustă compactă şi prezintă mai

multă siguranţă în exploatare.

Separatoarele pneumatice sînt cuplate de cele mai multe ori cu operaţia de măcinare uscată, astfel încât produsul care are fineţea necesară să fie evacuat continuu din moară.

Se evită astfel supramăcinarea inutilă a materialului.


Materialul este introdus prin pâlnia 1 deasupra grătarului înclinat 2.

Particulele grosiere alunecă pe suprafata grătarului şi cad prin deschiderea 3.

Aerul introdus prin deschiderea 4 antrenează particulele fine şi medii pe un traseu în zigzag.

Particulele de dimensiuni medii pierd viteza şi reajung pe grătar, iar cele fine sunt antrenate spre gura de evacuare 5 şi de aici la un ciclon.

Gradul de separare este reglat prin reglarea jaluzelelor 6, iar viteza aerului în aparat este reglată şi cu ajutorul clapetei 7.

• Aceste aparate se cuplează adesea cu operaţia de măcinare uscată astfel încât produsul care are fineţea necesară să fie evacuat continuu, ceea ce evită supramăcinarea materialului.


Separator rotativ cu curent de aer Principalele sale elemente constructive sunt:

• Tamburul rotativ, de forma unui con cu baza mare în sus are o înclinaţie de 15 grade faţă de orizontală

• Camera de separare şi decantare• Sistemul de aer comprimat

Principiul de funcţionare:• Deşeurile mărunţite şi eventual cernute sunt aduse prin

intermediul unui transportor cu bandă rulantă la partea superioară a separatorului

• Duzele de aer comprimat suflă aer paralel cu axa tamburului, ceea ce determină ca materialele uşoare să fie antrenate către camera de decantare.


Materialele mai grele sunt transportate de a lungul tamburului şi părăsesc separatorul pe la baza mică a acestuia (fracţia grea)

fractia usoara

Camera de linistire

intrare deseuri

Fractie grea

flux de aer

directie de rotire

evacuare aer


Mărimea granulaţiei şi selectivitatea pot fi variate prin:

• schimbarea volumului de aer,

• schimbarea presiunii aerului comprimat,

• modificarea unghiului de înclinaţie al tamburului

• modificarea modului de încărcare a materialului mărunţit

Instalaţia de aspiraţie Se utilizează pentru aspirarea componentelor uşoare

(bucăţi de hârtie, pungi de plastic, plastic uşor, etc.) dintr-un amestec de deşeuri, amestec ce se poate afla pe o bandă transportoare, o sită cu vibraţie, sită tambur şi eliminate printr-un ciclon


banda transportoare

fractia usoara

Fractia grea


Ciclonul Separarea se realizează pe baza forţelor centrifuge. Calitatea separarii este determinată de tipul şi calitatea

mărunţirii în prealabil a deseurilor Se aplică în mod frecvent pentru separarea diferitelor

fracţiuni de materiale plastice dintr-un amestec. Datorită construcţiei, în interiorul ciclonului se realizează

un vârtej interior ascendent care permite eliminarea fracţiunii uşoare din amestec şi un vârtej exterior descendent care determină eliminarea fracţiunii grele.


Intrare deseuri

Flux descendent

Flux ascendent

V.2. SEPARAREA DEŞEURILORV.2.2. Procedee de separare

Deşeurile se caracterizează printr-un anumit grad de contaminare, constituit din materiale care au contribuit fie la creşterea valori de întrebuinţare (dopuri, etichete, vopsele, cerneluri tipografice), fie din materiale specifice domeniului de utilizare, sau locului de colectare, (resturi alimentare, pietriş, nisip, substanţe chimice etc).

Decontaminarea se realizează pe parcursul unui întreg ciclu, în care separarea este principala fază.

Se efectuează atât pentru scoaterea polimerilor din amestecurile cu alte materiale, cat şi pentru separarea pe tip de polimer, necesară atunci când incompatibilitatea acestora determină valori scăzute ale proprietăţilor materialului rezultat.


Separarea se desfăşoară în utilaje a căror funcţionare se bazează pe dife renţa dintre proprietăţile mecanice, termice, electrice, optice etc. ale materia lelor în contact, criteriu care determină împărţirea separatoarelor în mecanice, pneumatice, termice, chimice, magnetice, electrice, gravitaţionale etc.

V.2.2.1. Separatoare mecanice Funcţionează pe baza diferenţei dintre proprietăţile

mecanice (rigiditate, natura deformaţiei etc.) ale diferitelor clase de deşeuri.


Rigiditatea mai mică a foliilor din poliolefină (PO) faţă de cea a hârtiei permite cârligelor unui rotor, în mişcare, plasat deasupra unei benzi transportoare, pe care este depus amestecul mărunţit format din cele 2 materiale, să culeagă cu multă uşurinţă bucăţile de PO.• Hârtia rămâne pe banda transportoare, eventualele urme

agăţate de rotor fiind îndepărtate în faza următoare de separare realizată într-un ciclon (fig. a).

Înlocuirea rotorului 2 din separatorul descris mai sus cu benzi transportoare cu cârlige, legate în serie, care se deplasează cu viteze crescătoare de la prima spre ultima, măreşte eficienţa de separare (fig. b). • Banda cu viteza cea mai mică separă grosier, cea cu viteză medie

normal, iar ultima, care are viteza de deplasare cea mai mare desăvârşeşte procesul.

• Bucăţile de PO sînt concentrate pe banda cu viteza cea mai mare.


Separatoare mecanice cu cârlige

1. bandă transportoare pentru alimentare;

2. rotor cu cârlige pentru separare;

3. benzi cu cârlige pentru separare;

4. bandă transportoare cu amestecul separat;

5. ciclon;6. suflantă; 7. bandă transportoare

colectoare.


În separatorul din figura urmatoare (a), buteliile uzate din materiale plastice se scot cu uşurinţă din amestecul cu cele metalice (ex. din aluminiu) prin aceea ca primele se deformează reversibil la aplicarea unei forţe special dimensionate.

De aceea, după trecerea amestecului printre cilindru de aplatizare al separatorului, buteliile din plastic îşi vor recăpăta forma, iar celelalte nu. • Deci, formele aplatizate (butelii metalice) vor trece

printre fantele dreptunghiulare ale tamburului de separare iar buteliile din plastic vor rămâne în tambur de unde vor fi evacuate.

• Un detector metalic, plasat pe gura de evacuare, va împiedica trecerea oricărei forme metalice în buncărul de colectare al deşeurilor plastice sortate.


Separatoare mecanice1.Cilindri de aplatizare; 2. tambur de separare; 3. buncăr de colectare a buteliilor din MPI; 4. buncăr de colectare a buteliilor metalice; 5. SMPlu stratificat; 6. folie metalică; 7. miez polimeric.


Deformaţia ireversibilă a straturilor exterioare metalice, produsă la trecerea materialului cu structura „sandwich” (polimer metalizat pe ambele feţe) printre cei 2 cilindri ai separatorului mecanic din figura b, care se rotesc cu viteze egale şi se găsesc la o distanţă egală cu 30-80% din grosimea stratificatului, determină exfolierea acestora.

Rezistenţa la abraziune slabă a hârtiei, în comparaţie cu materialele plastice, permite distrugerea cu uşurinţă a etichetelor de pe recipienţii din plastic, dacă asupra acestora se proiectează, cu viteză mare, un fluid de abraziune.


V.2.2.2. Separatoare pneumatice Au la bază principiul antrenării diferenţiate într-un curent

de aer a particulelor de material, viteza de planare Va particulelor depinzând de mărimea şi densitatea acestora:

V = g·ρs·ds2/18·η

• unde: ds este diametrul particulei; ρs - densitatea particulei; g - acceleraţia gravitaţională;η - viscozitatea aerului.


În separatorul pneumatic din figura urmatoare, separarea se realizează prin descărcarea deşeurilor pe conducta de refulare a unui ventilator.

Aerul debitat de acesta va trimite amestecul într-un buncăr de separare. • Particulele grele (metale, pământ, pietre etc.) vor cădea în

pâlnia de colectare aflată sub ieşirea din conducta de refulare,

• iar particulele uşoare (plastice, hârtie, cartoane etc), vor fi colectate în pâlnia de lângă peretele îndepărtat al buncărului.


Separator pneumatic1. ventilator; 2. cameră de separare; 3. pâlnie pentru colectarea

fracţiei grele; 4. pâlnie pentru colectarea

fracţiei uşoare; 5. filtru de aer.


Modalităţile de introducere în separatoare a amestecurilor ce urmează a fi separate, sau de scoatere din sistem a fracţiilor separate sînt variate.

Pentru alimentare se utilizează în general;• benzi transportoare (fig. a) sau • căderea gravitaţională (fig.b),

Pentru evacuare :• şicane (fig.a), • cicloane (fig.b) pentru fracţia uşoară sau transportoare

cu melc pentru fracţia grea. Temperatura aerului de fluidizare este un parametru care

poate eres eficienţa separării.


Separator pneumatic1. bandă transportoare; 2. ventilator; 3. cameră de separare; 4. injectoare de aer; 5. ciclon; 6. vibratoare.


Separator pneumatic1. cameră de admisie a

aerului; 2. injectoare de aer

(cald sau rece).


Dacă impurităţile aderă puternic la suprafaţa deşeurilor, eficienţa separării creşte prin vibrarea sitei de susţinere a amestecului, datorită şocurilor suplimentare create (fig.b).

Eficacitatea separării se poate îmbunătăţi prin creşterea raportul dintre volumul amestecului supus separării şi cel al camerei de separare

Interacţiunea dintre particulele în suspensie şi pereţii conductei reduc viteza curentului în curgere la pereţi, iar traseele lungi şi înguste, în general frânte, favorizează separarea în componenţi. • Ca urmare, particulele de lângă pereţi se vor constitui

într-o barieră pentru celelalte, generând acţiunea unei forţe centrifuge mai puternice pentru particulele mari şi mai slabe pentru celelalte.


V.2.2.3. Separatoare umede Realizează separarea prin imersia amestecului într-un lichid cu

densitate diferită de cea a particulelor constituiente. Particulele cu densitatea mai mică decât a lichidului de imersie

se vor ridica la suprafaţa acestuia, în timp ce toate celelalte se vor scufunda.

Tipul lichidului de imersie utilizat depinde de valorile densităţilor particulelor supuse separării. • Pentru separarea în fracţiuni a amestecurilor formate din particule

cu densitate in jur de 1000 kg/cm3 se utilizează apa. • Separarea amestecurilor constituite din particule cu densitatea mai

mică decât 1000 kg/m3, se realizează cu soluţii diluate ale alcoolilor inferiori (metanol, etanol etc).

• În cazul amestecurilor formate din particule cu densitatea mai mare de 1000 kg/m3, mediul de imersie se alege dintre soluţiile apoase ale sărurilor anorganice (NaCl, CaCl2, MgCl2, CaSO4).


Eficienţa separării umede depinde de:• gradul de umectare al suprafeţei particulelor din amestec

realizat de lichidul de imersie, • forma particulelor, • precizia cu care se menţine constantă densitatea lichidului

de imersie, • gradul de dezaerare al amestecului supus separării.

Una din metodele de îmbunătăţire a randamentului de separare este utilizarea agenţilor tensioactivi (lignosulfonaţi de sodiu, gelatină, acid tanic etc), care modifică hidrofilia particulelor de separat prin modificarea unghiului de contact.

Eficienţa separării prin metoda umedă este mult îmbunătăţită dacă mediul de imersie se află în regim dinamic, asigurat prin utilizarea pulsaţiilor (separatoare cu pulsaţii), barbotarea unui gaz (separatoare prin flotaţie) etc..


Mărimea bulelor de gaz depinde de dimensiunea particulelor din amestecul supus separării şi variază, în general între:

• 10-500 μm în cazul aeroflotaţiei,

• si 1-10μm pentru electroflotaţie. Eficacitatea separării prin flotaţie creşte cu:

• mărirea raportului dintre debitul mediu de flotaţie şi amestecul de separat (optim la valoarea 10/1),

• utilizarea agenţilor tensioactivi şi ridicarea temperaturii mediului de imersie (în general 30 -60ºC).


Condiţiile pe care trebuie să îndeplinească o baie de flotaţie, pentru a asigura o separare eficientă sunt :

• repartizarea uniformă a bulelor de gaz şi evitarea formării pernelor de aer

• împiedicarea formării curenţilor turbionari în zona de separare

• evitarea depunerii particulelor mari;

• asigurarea suprafeţei netede şi stabile a mediului de imersie.


Forţele care apar, ca urmare a pulsaţiilor lichidului de imersie într-un separator cu pulsaţii (fig.), determină trecerea componenţilor grei prin sita ce alimentează spaţiul de depunere. • Componenţii uşori sunt luaţi de curentul pulsator şi evacuaţi

printr-un ştuţ de preaplin.

• Apa folosită ca mediu de separare poate fi recirculată.


Separator cu pulsaţii1. ventil; 2. membrană de cauciuc; 3. SMPlu; 4. sită; 5. ştuţ de preaplin; 6. rezervor de apă; 7. roată celulară; 8. buncăr pentru colectarea

fracţiei grele.


Forma neregulată a particulelor din deşeuri determină aderarea bulelor de aer de dimensiuni mari pe suprafaţa acestora, fenomen urmat de flotaţia bucăţilor de dimensiuni până la 5 mm.

Bulele de aer necesare flotării fracţiei uşoare pot fi create în sistem prin:• electroliză (electroflotaţie), sau • pot fi barbotate în sistem din exterior (aeroflotaţie).

Băile de electroflotaţie sînt mai puţin răspândite datorită consumului energetic ridicat.


Baie de electroflotaţie


Băi de aeroflotaţie


V.2.2.3. Separatoare termice (calde sau reci) Sunt utilizate, îndeosebi pentru scoaterea materialelor plastice

din amestec cu alte materiale, de tipul plăcii metalizate, stratificate polimerice textile, cabluri electrice etc. sau din amestecurile heterogene, formate din materiale care se diferenţiază doar prin proprietăţile termice.

Cele mai răspândite separatoare calde sînt cele formate dintr-un cilindru încălzit, care, rostogolindu-se peste o bandă transportoare pe care este depus amestecul de separat, culege materialul plastic care se topeşte la temperatura cilindrului.• Eficienţa separării este limitată prin aceea că toate materialele

plastice care au temperatura de topire mai ridicată rămân pe bandă.


Desprinderea cu greutate a polimerului cules de cilindru, scade productivitatea şi de aceea utilizarea acestui tip de separator este limitată

Căldura furnizată de separatorul cu radiaţii de infraroşii, determină recuperarea deformaţiei înalt elastice a macromoleculelor produsă la prelucrarea din topitură a polimerului şi de aceea contractarea puternici a buteliei la răcire, moment în care eticheta se desprinde cu multă uşurinţă.

Agitarea fragmentelor de cablu uzat într-un mediu de imersie cald lichid sau solid (pulbere fină de carbonat de calciu, oxid de aluminiu hidratat, talc, negru de fum, silice) este alt fenomen care poate sta la baza construirii unor separatoare calde, pulberile fine fiind preferate mediilor lichide prin aceea că urmele rămase pe polimer, acţionează ca materiale de umplutură.


Separator termic1. radiaţii de IR; 2. butelie uzată Desprinderea mantalei polimerice de

pe conductorul metalic1. conductor metalic; 2. 2. manta polimerică


Separator termic1. cuvă; 2. tambur; 3. aripioare avans; 4. bandă transportoare; 5. gură de alimentare; 6. aripioare avans; 7. traseu agent termic; 8. strat termoizolant; 9, 10. sită separatoare; 11. gură evacuare.


V.2.2.4. Separatoare chimice Separarea pe baza diferenţei dintre proprietăţile chimice

se numără printre puţinele posibilităţi de a scoate polimerii secundari din cablurile electrice uzate, sau materialele polimerice stratificate, pe tip de polimer, la un grad de puritate de 100%, cu structura chimică neafectată de pro cesul de separare

Funcţionarea separatoarelor chimice se bazează pe gomflarea sau solvirea polimerului (extracţie) la contactul cu un solvent (sau un ames tec de solvenţi).


Separarea chimică prin gomflare este avantajoasă prin aceea că permite recuperarea polimerului cu compoziţia lui iniţială.

Eficienţa separării prin solvire depinde de:

• natura solventului sau amestecului de solvenţi in care se efectuează solvirea.

• temperatura de lucru;

• gradul de turbulenţă asigurat mediului de solvire.

• Solvirea se efectuează în general la cald, sub temperatura de fierbere a solventului şi de degradare a polimerului, în extractoare în contracurent sau cu agitare.

• Extractoarele în contracurent (solventul circulat în direcţie opusă mişcării măcinăturii de deşeuri) sînt mult mai eficiente decât cele cu agitare, în general cu rotor tip elice.


Solvirea este facilitată de introducerea progresivă a deşeurilor mărunţite în solventul cald.

Recircularea solventului până la atingerea viscozităţii critice (care corespunde trecerii în soluţie a cca. 25% din cantitatea de polimer) înlocuirea cu o nouă cantitate şi repetarea operaţiei, până la extragerea totală a polimerului, scurtează timpul de solvire

Etapele procesului de separare prin extracţie sînt impuse de tipul materialelor care urmează a fi separate (polimer, metal, material textil, coloranţi, materiale de umplutură, plastifianţi, stabilizatori), şi de necesitatea aducerii polimerului separat într-o formă uşor prelucrabilă din topitură


Componentele nedizolvate sînt reţinute prin filtrare mecanică, în general în etape, cu filtre cu dimensiuni variabile în funcţie de mărimea particulelor ce urmează a fi îndepărtate, în ultima utilizându-se filtre de dimensiuni mici în scopul îndepărtării particulelor fine. Conductorii metalici separaţi sînt prelucraţi prin rafinare sau piroliză.

Tratarea soluţiei cu agenţi de floculare conduce la separarea materialelor de umplutură şi a coloranţilor. Rămânerea acestora în polimer exclude reactivarea, la regenerare, a polimerului separat.

Polimerul poate fi scos din soluţie prin :• evaporare - proces în timpul căruia polimerul necesită

protecţie termooxidativă asigurată prin metodele uzuale (utilizarea de antioxidanţi, în cantităţi corespunzătoare);

• precipitare - cu nesolvenţi.


Precipitarea polimerului se realizează prin adăugarea în soluţie a unui nesolvent de tipul: apă, alcooli inferiori (metilic, etilic, propilic, butilic etc.) hidrocarburi saturate (ciclohexan, ciclopentan, hexan, heptan, octan, izooctan), glicoli etc.

V.2.2.4. Separatoare magnetice Sunt utilizate atât pentru scoaterea impurităţilor metalice

din deşeuri înainte ca acestea să fie mărunţite, cît şi pentru controlul măcinaturi înaintea prelucrării din topitură.


Se bazează pe proprietăţile materialelor feroase de a fi atrase de un câmp magnetic

Prezintă eficienţă atunci când elementele feromagnetice sunt preluate de magneti în urma unei mărunţiri a deşeurilor şi le separă astfel de impurităţi

Se aplica pentru presortarea grosieră a deşeurilor mărunţite sau nemărunţite

Captatorii feromagnetici cei mai întâlniţi sunt, fie sub forma unor tamburi magnetici, care se rotesc deasupra benzii transportoare pe care sînt depuse deşeurile impurificate cu materiale feroase, fie sub forma unor benzi transportoare magnetice pe care se descarcă deşeurile ce urmează a fi separate.

Corpurile magnetice reţinute de tambur, sau de banda transportoare sînt îndepărtate prin raclare


Separator magnetic Funcţionează pe baza unor

magneţi aşezaţi deasupra benzilor rulante care transportă deşeurile

Permite astfel separarea materialelor feroase, iar eliminarea lor se face fie perpendicular, fie paralel cu direcţia transportorului


V.2.2.5. Separatoare electrice Funcţionează pe principiul încărcării electrostatice diferite, în

funcţie de proprietăţile electrice, a particulelor din amestecul supus separă rii, la trecerea prin câmp electric produs de 2 electrozi conectaţi la ten siunea de 30 - 70 KV, care ionizează gazele din câmp.

Din acest motiv unele vor fi atrase de suprafaţa tamburului separatorului electric de unde vor fi desprinse prin răzuire, iar altele vor cădea liber în pâlnia de colectare.

Eficienţa separatoarelor electrice depinde de intensitatea câmpul electric şi de modul de dispunere al electrozilor.

Utilizare acestor separatoare este limitată de consumul energetic ridicat motiv care determină utilizarea lor numai în cazurile în care alte tipuri nu sînt eficiente.


Separator electric1. buncăr; 2. alimentator; 3. cilindru de separare; 4. electrod;5. buncăr de colectare a

materialului separat; 6. răzuitor.


V.2.2.6. Separatoare gravitaţionale Funcţionează ne principiul antrenării diferenţiate în

câmpul gravitaţional a componenţilor unui amestec, datorită valorilor diferite a densităţi.

La antrenarea amestecului într-o mişcare de rotaţie ascendentă, desfăşurată pe o suprafaţă elicoidală, uşoara separare observată pe prima trepta a separatorului gravitaţional, se va datora în principal forţei centrifuge şi în mai mică măsură celei gravitaţionale.

Intensificarea procesului pe treptele ulterioare de separare, care al înclinaţia mai mare este cauzată în principal de componenta gravitaţională care va determina un sens descendent pentru fracţiile separate.


Separator gravitaţional1. suprafaţă elicoidală; 2. ax vertical; 3. amestec de separat


V.2.2.7. Separatoare optice Interpunerea unei particule colorate între o sursă de

lumină şi o celulă fotoelectrică va declanşa acţiunea unui jet de aer, comandat de celula fotoelectrică prin intermediul unui contact electric, care va scoate particula din traiectorie, fenomen care nu se produce la trecerea unei particule necolorate.


Separator optic

1. sursă de lumină; 2. celulă fotoelectrică; 3. injector de aer; 4. bandă transportoare; 5. buncăr pentru particule

necolorate; 6. buncăr pentru particule

colorate.


Separator automatic pentru recipiente din

plastic.

V.2. SEPARAREA DEŞEURILORV.2.3. Sortarea deseurilor

Sortarea manuala Este o metodă sigură de sortare a deşeurilor, în special a

celor casnice, din mica industrie sau comerţ Este o operaţie foarte costisitoare motiv pentru care este

indicat a se mări randamentul de selectare cu ajutorul utilajelor speciale

Mărirea productivităţii în cazul acestui procedeu de separare se poate realiza prin:

• sitarea materialelor cu granulaţie mică

• utilizarea, în prealabil, a separatoarelor magnetice, a benzilor înclinate


SORTARE MANUALĂ

Sortare pozitivăSortare pozitivăextragerea din amestec a materialelor recuperabile

Sortarea negativăSortarea negativă

extragerea din amestec a impurităţilor şi circularea mai departe a materialelor dorite

V.3. TEHNICI DE CURĂŢARE A DEŞEURILOR V.3.1. Purificare mecanică

Se aplică îndeosebi deşeurilor din plastic şi constă în îndepărtarea deşeurilor de hârtie, carton sau alte resturi, fără a utiliza apa.

De exemplu:

• Ambalajele sunt presate pentru a elimina conţinutul râmas în acestea după care sunt tocate sub formă de fulgi

• Acest material tocat este centrifugat, după care hârtia este descompusă în celuloză, alte reziduuri aderente fulgilor din plastic şi aluminiu care sunt îndepărtate mecanic şi pneumatic.

• Impurităţile ajung într-o sită prin intermediul unor jeturi de aer

• Hârtia acţionează ca un adsorbant al grăsimilor şi umidităţii de pe fulgii de plastic, astfel încât materialul rezultat are o calitate ridicată

V.3. TEHNICI DE CURĂŢARE A DEŞEURILOR V.3.2. Spălarea

Avantaje:

• diminuarea :

• impurificării,

• a volumului şi cantităţii transportate,

• a cheltuielilor cu transportul şi depozitarea,

• a impactului asupra mediului

• conservarea valorii materialului pe o perioadă mai mare de timp

• protejarea utilajelor


Etape:• Prespălarea:

• înmoaie contaminanţii puternic aderenţi şi îndepărtează impurităţile grosiere

• Se realizează pe platforme betonate sau în bazine, unde peste deşeurile mărunţite se aduce apă sub presiune sau soluţii de spălare

• Permite îndepărtarea până la 45-50% din impurităţi (de obicei cele grosiere)

• Spălarea• Poate îndepărta până la 98% din impurităţi• Modul de desfăşurare al procesului de spălare depinde

de impurităţile prezente şi poate fi controlat de următorii factori


Factori care influenţează operaţia de spalare:• Gradul de mărunţire a deşeurilor. Un grad mare asigură o

spălare mai uşoară şi mai eficientă, chiar şi pentru particule cu forme neregulate

• Floto = proporţia între lichidul de spălare şi deşeu. Cu cât valoarea este mai mare cu atât îndepărtara impurităţilor este mai eficientă. S-a constat că valoarea optimă pentru flotă este de 30mc/tonă deşeu. Printr-o recirculare a fazei apoase se poate ajunge la consumuri specifice de 1-3 mc/tonă

• Temperatura – o valoare mai mare conduce la îmbunătăţirea spălării

• Regimul hidraulic – turbulenţa. Agitarea intensă grăbeşte şi îmbunătăpţeşte spălarea. Parametrul depinde de forma şi turaţia agitatorului şi de forma cuvei de spălare


Spălarea este caracterizată de Legea I a lui Fick.

unde:• v - viteza de difuzie (mol/cm2·s) • D – coeficient de difuzie (cm2/s);• S–suprafaţă (cm2)c – variaţia concentraţiei (mol) pe distanţa l.• n – numărul de moli difuzaţi • t – timp.

l

cSD

t

nv


Clătirea

• Se realizează după spălare

• Constă în proiectarea unor jeturi de apă curată peste material


Utilaje pentru spălare Cele mai utilizate băi de spălare sunt cilindrice sau ovale,

verticale sau orizontale, cu unul sau două agitatoare cu palete, elice sau melc, cu funcţionare continuă sau discontinuă.

Băi de spălare verticale.


Băi de spălare orizontale

1-cuvă;

2-melc agitator;

3 -ax cu paleţi;

4-sită.


Materialul ce urmează a fi spălat se păstrează într-un rezervor intermediar, de unde, printr-un dozator, este alimentat în baia de spălare.

Arborii pun în mişcare lichidul de spălare şi fragmentele de material care urmează a fi spălate.

Impurităţile solubile trec în soluţia de spălare, iar cele insolubile grosiere cad la fundul cuvei de unde sunt evacuate.

Materialul rămâne un timp determinat în zona de spălare, după care trece în zona de prelevare, de unde se extrage continuu şi se depune pe o sită oblică, ubde se clăteşte.

Apa de clătire se introduce în cuva de spălare. Excesul de apă de spălare din baie curge printr-un preaplin în conducta centrală colectoare


Baie de spălare – separare- asigură concomitent cu spălare şi o separare a materialului

Măcinătura se introduce, împreună cu lichidul de spălare, în baie, printr-o conductă vertticală (1), prevăzută cu un agitator cu paleţi (2). Căderea materialului şi a lichidului de spălare în baie trebuie să fie mai puternică decât contracurentul de material care flotează.

Efectul de spălare este rezultatul rotirii agitatorului cu paleţi.

După părăsirea conductei de spălare, materialul intră în zona de separare a turnului (3), prevăzută cu şicane (4) şi două capete conice terminale

densitatea soluţiei de spălare trebuie să fie mai mare decât a materialului supus spălării


Mult mai eficiente pentru spălarea măcinăturii provenite din filme sau folii uzate de PO sînt băile orizontale cu două agitatoare cu palete, sau cu melc cu funcţionare continuă.


Baie de spălare cu ax orizontal, cu sisteme variate de eliminare a materialului spălat.

1. rezervor intermediar; 2. dozator; 3. baie de spălare; 4. sită; 5. ax cu paleţi; 6. motor antrenare ax; 7. zonă calmă de prelevare; 8. lanţ cu plăci echidistante pentru prelevare; 9. conductă pentru alimentare cu apă proaspătă pentru clătire; 10. preaplin; 11. pâlnie de colectare şlam; 12. conductă eliminare şlam; 13. pH-metru (a). 14. dispozitiv de evacuare cu melc (b). 15. dispozitiv de evacuare cu racleţi (c).


Viteza de rotaţie a arborilor depinde de grosimea stratului de material care se spală şi se reglează în aşa fel încît mişcarea acestuia să nu depăşească sita colectoare de la fundal cuvei.

Timpul de spălare se determină, prin viteza de rotaţie a arborilor agitatorului, unghiul de atac al paletelor, şi înălţimea peretelui mobil.

Materialul ce urmează a fi spălat se păstrează într-un rezervor intermediar, de unde, printr-un dozator, este alimentat în baia de spălare.

Arborii pun în mişcare lichidul de spălare şi fragmentele de material care urmează a fi spălate. Acestea sînt atrase din partea exterioară (calmă) către mijlocul cuvei, o zonă aflată într-o mişcare puternic turbulentă.


Înserierea mai multor unităţi de spălare, de tipul celor descrise, astfel încît materialul dintr-o unitate de spălare să deverseze liber în unitatea următoare conduce la realizarea unor randamente de curăţire superioare.

Fiecare unitate de spălare este constituită dintr-un recipient, prevăzut cu un tub central de alimentare, în care acţionează un rotor de turaţie mare.

Capătul inferior al tubului are un dispozitiv fix de liniştire a curentului circular. La baza recipientului există un grătar de liniştire, iar la gura acestuia un jgheab de deversare, prevăzut cu sită pentru separarea soluţiilor de spălare şi pîlnia de colectare a acestora.

La baza recipientului este racordată o conductă flexibilă de evacuare, prevazută cu un ventil de închidere, care acţionează din exterior asupra tubului flexibil.


Impurităţile, inclusiv eventualele particule metalice, se depun la baza recipientului şi se evacuează intermitent în vasul colector.

Pe măsura adăugării de soluţie proaspătă de spălare, depunerile din vasul colector sînt evacuate la un decantor de nămol şi tratate, sau, după caz, aruncate la canal.

Ultima unitate de spălare este destinată spălării cu apă proaspătă (faza D), care se adaugă pentru clătirea finală pe sita vibratoare. În continuare materialul este alimentat într-un uscător.

Clătirea este o fază importantă a procesului de spălare, contribuind atăt la îndepărtarea soluţiei de spălare, cît şi la eliminarea suplimentară a impurităţilor.

Se efectuează în baia de spălare, ca în descrierile de mai sus şi/sau suplimentar, pe site de clătire, plasate lîngă acestea.

V.3. TEHNICI DE CURĂŢARE A DEŞEURILOR V.3.3. Uscarea

Este operaţia care are rolul de a elimina apa de spălare (70% din greutatea soluţiei de spălare) antrenată mecanic pe suprafaţa materialului spălat.

Îndepărtara acesteia se realizează prin:• Stoarcere liberă şi mecanică• Uscare

Stoarcerea liberă • determină îndepărtarea a aproximativ 85% din apa de

spălare• se realizează prin plasarea materialului ud pe site

vibratoare, benzi transportoare perforate, tandemuri de ventilatoare cu carcase perforate, etc.


Site de clătire1. baie de spălare; 2. sită; 3. duş pentru alimentare apă de clătire;a. sită vibratoare; b. sită fixă


Stoarcerea mecanică asigură reducerea conţinutului rezidual de umiditate (2-8%).

• Cele mai utilizate sunt storcătoarele centrifugale de construcţie clasică sau specială, care se caracterizează prin consumuri specifice, cheltuieli de investiţie, întreţinere şi spaţii de deservire reduse.


M – material mărunţit; A – apă

MU – material uscat


Storcătorul centrifugal

• Este alcătuit dintr-o sită tronconică (3), plasată într-o carcasă (2).

•Pe corpul conic din interiorul sitei sunt fixate 2 palete (4), cu marginile foarte aproape de suprafaţa interioară a sitei.

• Corpul conic se mişcă cu o viteză de rotaţie mai mică decât cea a sitei tronconice. Datorită mişcării de rotaţie a sitei tronconice, apa legată mecanic de suprafaţa materialului este proiectată către peretele sitei.

• Materialul solid este raclat continuu de către paletele ataşate corpului conic şi obligat să se îndrepte cătee gura de evacuare.

• Uscarea este accentuată de aerul cald creat de rotaţia celor două palete ale corpului conic


Uscarea

• este o fază mare consumatoare de energie (cca 7000J pentru 1kg apă) atenţia specialiştilor este concentrată pe reducerea conţinutului de apă prin metode de stoarcere, astfel încât cantitatea ce rămâne a fi îndepărtată prin uscare să fie minimă.

• Utilitate practică au căpătat, în cazul polimerilor, uscătoarele care lucrează sub vacuum şi cele în curent de aer cald.

• Acestea din urmă pot lucra în strat fix sau fluidizat.


Agregat de uscare a materialelor polimerice cu aport total de aer

prooaspăt

1 – ciclon

2 – buncăr cu material

3 – suflantă

4 – încălzitor pentru aer

aer

V.4. COMPACTAREA ŞI BALOTAREA DEŞEURILOR

Se aplică în cazul deşeurilor voluminoase (ambalaje din plastic sau metal) în vederea reducerii volumului acestora, în special pentru a uşura condiţiile de transport şi stocare

Instalaţiile de compactare se aleg în funcţie de natura deşeurilor ce trebuie prelucrate


În cazul deşeurilor reprezentate de ambalajele din plastic se utilizează cu precădere tamburi cu ţepi care permit perforarea ambalajelor, ceea ce uşurează ulterior compactarea.


În cazul deşeurilor din hârtie şi carton se utilizează sisteme de compactare şi balotare speciale


Compactarea se poate realiza:

• La staţiile de colectare prin intermediul preselor operate mecanic sau hidraulic. Aceste prese pot fi dotate şi cu un mecanism de balotare a deşeurilor compactate

• în autovehiculele de colectare sau în cele de transport, care sunt prevăzute cu astfel de echipamente


Balotare cartoane – compactare folii – deseuri

Masina este destinata presarii in baloti a cartoanelor, foliilor si ambalajelor


Prescontainer

-Serveste la colectarea, respectiv compactarea deseurilor din carton, a foliilor din plastic, deseurilor menajere cu dimensiuni intre 5 – 32 m3

- Coeficientul; de compactare este de 1:5 pentru carton si de 1:20 pentru folii


Presa stationara

-este potrivita in locurile cu productie regulata a cantitatilor mai mari de deseuri compactabile.

-la aceasta se ataseaza containerele goale, care dupa incarcare, vor putea fi detasate usor si inlocuite cu cele goale.

- in comparatie cu containerele de compactare mobile, este avantajoasa si capacitatea sporita a containerului (tipizat 30 m3).


Containerul de compactare mobil

-este potrivit pentru toate autovehiculele curente cu brat hidraulic cu carlig.

-presa reduce volumul pana la 1/5 din volumul initial si este potrivita pentru toate sortimentele deseurilor urbane si industriale (de exemplu hartie, lazi de lemn, folii, cartoane).

- orificiul de incarcare larg si inaltimea de incarcare coborata sunt alte caracteristici ale acestei prese.- este operat hidraulic


PRESE SI PRESE FOARFECA- servesc la prelucrarea unor cantitati mari de deseuri metalice (metalele neferoase si feroase).

-Prelucrarea consta in compactarea lor sau taierea in lungimea preselectata.

- presa permite doar compactarea,

- presa - foarfeca compacteaza sau taie deseurile


Prese de balotat deseuri

tehnici de separare si curatare a deseurilor

Documents