Научные исследования «Эко-Спектрум»

Компания ООО «Эко-Спектрум» постоянно проводит исследования. Целью исследований является доведение технологии до максимальной эффективности и внедрение системы автоматизации, что обеспечит распознавание отходов и подбор в автоматическом режиме условий горения. В зависимости от типа отходов необходимы различные температуры, расход топлива, система дожига газов и, в некоторых случаях, дополнительная система газоочистки.

Нами были проведены тестовые исследования при наихудших условиях не дожигания газов. Это позволило вывести формулы применения реагентов и коагулянтов, определить их влияние и обнаружить реакции с веществами, находящимися в газе.


Была собрана система газоанализаторов. Кстати, их немаленькая стоимость объясняется требованиями по устойчивости к высоким температурам. Помимо самих затрат на газоанализатор необходим и расходометр для выявления среднесуточного объема газа, его состава и соответствия ПДК.


Когда началась проработка вопроса, пришлось столкнуться с тем, что никто до нас еще не занимался оснащением оборудования для утилизации отходов газоанализаторами. В принципе, «Эко-Спектрум», можно сказать, всегда является первопроходцем по части технологий обезвреживания и утилизации термическим методом.


Вопросом прямого измерения выброса в трубе инсинераторов мы начали заниматься еще давно, постоянно привлекая (и продолжая привлекать) лаборатории. С учетом ужесточения экологических требований, постоянного мониторинга и автоматизации контроля выбросов в Казахстане мы проводим ряд исследований, позволяющих точно определить алгоритм безопасной эксплуатации и условий сжигания без выбросов. Сюда входят системы контроля, расходомеры газа, датчики температур и давления, датчики воздуха и PH, датчики подачи реагентов или коагулянтов и т.д. Но при этом основная задача — выйти на максимальную производительность с минимальной себестоимостью расходов на утилизацию, обеспечивая при этом все экологические нормы при сжигании. Это довольно непростая задача, особенно в контексте оборудования для утилизации медицинских отходов, где в составе находится более 65-75% пластиков и зафиксировано высокое содержание хлористых соединений.


На примере нашего клиента из города Алма-Аты республики Казахстан, который занимается оказанием услуг по термическому уничтожению медицинских отходов, мы провели первичную апробацию нового проекта установки с полной системой автоматизации. Туда были включены газоанализаторы, определяющие в ежесекундном режиме содержание кислорода (O2) и угарного газа (CO2), диоксида серы (SO2), оксидов азота (NOx), хлороводорода (HCl) и т.д. Также проводился контроль над обеспечивающими автоматизацию режимами горения и очисткой газов с применением реагентов и коагулянтов для системы водоподготовки.


Оборудование комплектуется вычислительным блоком для обработки данных, поступающих от анализаторов с последующей подачей их через интерфейс на определение команды.  Имеется тут система передачи данных газоанализа на сайт местного ведомства Природнадзора в онлайн-режиме в соответствии с экологическим кодексом республики Казахстан.


Также компанией проводятся множество регулярных исследований и осуществляются тестовые сжигания с привлечением независимой аккредитованной лаборатории. Это необходимо для осуществления пробоотбора выбросов дымовых газов, образуемых при термодеструкции отходов. По данным протокола анализа и величинам контролируемых показателей (при необходимости) проводится последующее проектирование системы газоочистки (сухая, мокрая или их комбинации), выбирается температурный режим работы инсинераторной установки и даются рекомендации по технологическому регламенту (производительности, величине разовой загрузки).


Тестирование модернизированной системы водоподготовки, которая является составляющей мокрой системы газоочистки на базе скруббера «Вентури», проводится в разных условиях. В первую очередь, в наихудших.


В качестве установки для термического обезвреживания и утилизации был выбран HURIKAN 200 R. 

Хурикан 2000 R

Рисунок 1. Роторный инсинератор HURIKAN 200R


Модернизация существующей системы водоподготовки крематора заключается в ее дополнении стадией флотации, что позволит увеличить один цикл работы песчано-антрацитных фильтров до их чистки и срок службы теплообменника.


Проведен первый и второй этап тестирования. Первый этап заключался в определении показателей отработанной в системе газоочистки воды, нужной для нейтрализации возможных загрязняющих веществ отходящих дымовых газов. Это необходимо для настройки системы коррекции показателей отработанной воды, что входит в список возможностей модернизированной системы водоподготовки печи для сжигания ТБО. Второй этап заключается в настройке работы флотационной установки: подборке концентраций используемых реагентов (коагулянты, флокулянты, рН корректор). Также осуществлялся мониторинг показателей воды, прошедшей систему водоподготовки со стадией флотации для оценки ее эффективности. На данный момент подводятся итоги прошедшего тестирования, что в будущем позволит купить инсинератор улучшенного типа.


Система газоочистки

Рисунок 2. Система газоочистки


Остаются неизменными главный принцип цикличности воды и цель исключения образования сточных вод. Как следствие, экологическая составляющая технологии термической утилизации и обезвреживания отходов отвечает всем существующим на сегодняшний день законодательным требованиям. При этом экономическая составляющая также выйдет на более высокий уровень, т.к. модернизация системы водоподготовки в итоге приведет к уменьшению затрат на ее техническое обслуживание в процессе эксплуатации.

Проведение замеров выбросов 200R аккредитованной лабораторией

Рисунок 3. Проведение замеров выбросов 200R аккредитованной лабораторией


Относительно исследования золы есть отличные результаты. Мы провели огромную работу по обоснованию технологии с получением и применением ВМР. Исследование золы дает нам полное представление о химическом составе и классе опасности, полученной в результате термического обезвреживания и утилизации отходов. Проведение данных исследований необходимо для понимания дальнейшего применения золы:

·         как инертный материал для подсыпки дорог;

·         для изготовления строительных материалов (плитки, бордюров);

·         изделий архитектурно-городского типа (лавочки, кашпо, навесы для мусорных контейнеров);

·         сухих строительных смесей;

·         как материал, насыщенный необходимым(и) минеральным(и) компонентом(и) для его(их) обогащения (выделения).


Изучение химического состава золы проводится совместно с УНПК «Аналит» КубГУ рентгенофлуоресцентным, рентгенофазовым и термическим методами анализа. Зола по своему составу представляет смесь различных минеральных компонентов с преобладанием кристаллических форм кальция и кремния.


Также зола прошла радиологические испытания с использованием метода сцинтилляционной гамма-спектрометрии для измерения активности радионуклидов. По результатам проведенного исследования уровень удельной эффективной активности показывает возможность использования данного строительного материала (золы) в условиях внутригородского строительства.


Для определения различных вариантов применения золы и обоснования использования ее как ценного инертного материала, полученного после сжигания, нами были проведены апробации технологии изготовления полимерпесчаных изделий (плитки, бордюров, лавочек, кашпо и т.д.) с золой вместо песка. По составу изделия представляют смесь полимеров с переработки (30%) и золы (70%).

Лавочки и кашпо, изготовленные из золы, полученной на установке производства ООО "Эко-Спектрум"

Рисунок 5. Лавочки и кашпо, изготовленные из золы, полученной на установке производства ООО "Эко-Спектрум"


Полученные образцы изделий были исследованы на возможное наличие подвижных форм тяжелых металлов, которые изначально содержатся в отходах и, как следствие, в золе. Исследования проводились совместно с УНПК «Аналит» КубГУ. Для определения подвижных форм тяжелых металлов в образцах изделий были использованы три экстрагента:

·         азотная кислота;

·         ацетатно-аммонийный буферный раствор;

·         бдистиллированная вода.


Методом анализа была выбрана атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой. По результатам проведенных исследований, содержание подвижных форм тяжелых металлов оказалось в 100 и более раз ниже предельно допустимых концентраций в почвах, пригодных для сельскохозяйственного назначения. На сегодняшний день исследования изделий из золы и полимеров не закончилось. Планируется проведение физико-механических испытаний в строительной лаборатории.


Таким образом, организации, которые хотят купить термические установки для утилизации отходов должны прежде всего быть уверены в технологии, которая должна обеспечивать все экологические показатели в норме.