Опилки, стружка древесины и фанеры

Ранее этот вид отходов передавался на городские очистные сооружения города Дубны для компостирования, однако затем этот метод утилизации был отменен. Удаление отходов на свалки и их складирование отрицательно сказываются на экономических показателях соответствующих технологических процессов. Так, например, на содержание отвалов и сжигание древесных отходов в нашей стране ежегодно тратится 10-12 млн. руб. в год. В связи с этим, особенно учитывая большие количества образования этого вида отходов (третья часть всех отходов), увеличение объема полезного использования таких отходов является насущной и важной задачей.

В настоящее время в нашей стране существуют следующие направления использования древесных отходов (рис. 3.10).[26]

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.10. Основные направления использования древесных отходов

 

Таким образом, способов использования древесных отходов много, но учитывая не слишком большую мощность предприятия ООО «Экос», не все они будут целесообразны, и тем более экономически выгодны. Остановимся на описании нескольких, приемлемых на наш взгляд.

А) Самым простым способом обращения с этим видом отходов является сжигание. В настоящее время на российском рынке представлен целый ряд «теплоэнергетических установок» (печек для древесных отходов).

Так например, австрийская фирма «БИНДЕР» предлагает котельные установки для различных видов «биотоплива»: древесная пыль, древесные опилки, строгальная стружка, ДСП, ДВП и плиты МДФ, древесная щепа, щепа из кустарников, технологическая щепа, кора, зерно, выжимки, отходы производства фруктового сока, древесные пеллеты.

Достаточно широко были представлены отечественные энергетические установки. «Ковровские котлы» предлагают водогрейные котлы и воздухонагреватели, работающие практически на любых биоорганических отхода, включая торф и солому.

Брянский «Юникс» предлагает достаточно симпатичные водогрейные котлы с автоматической подачей сыпучего топлива.

Отдельное направление в котлах — котлы длительного горения. Топливо закладывается порциями вручную и происходят процессы, близкие к пиролизу и газификации, т.е. топливо «тлеет». «Научдревпром-ЦНИИМОД» разработал свой экономичный теплогенератор (модель ТГ-100, на 100 кВт стоит 100 тыс.руб), в котором порция топлива тлеет всю рабочую смену.

Для бытового применения «Спецмонтаж» предлагает водогрейные котлы КДГ, которые способны работать до 5 суток на одной загрузке, обеспечивая минимальную температуру в загородном доме, когда нет хозяев (т.е. хозяин приезжает только на выходные). Стоимость такого котла мощностью 25 кВт составляет 32 тыс. руб.

Б) В последнее время в России все чаще на подобных ООО «Конта» производствах применяются небольшие устройства для брикетирования опилок. Полученные брикеты можно сжигать так же, как и обычные дрова, они не требуют дорогостоящих печей с шнековой подачей предварительным прогревом и наддувом, необходимых для сжигания опилок в их первозданном виде.

Часто входное отверстие брикетера подсоединяют к выходу системы аспирации и включают обе установки «в линию»

Опытным путем, неоднократно было доказано, что даже небольшое производство, оснащённое системой внутрицеховой аспирации и подобным брикетером, сможет легко покрыть свои потребности в тепле для обогрева производственных помещений и сушильных камер – а насколько при этом упадут эксплуатационные расходы, а, стало быть, и вырастет прибыль? Достаточно легко найти сравнительные характеристики брикетов по отношению к традиционным видам твердого топлива.

Производительность одной линии шнекового прессования 150-200 т. готового брикета. Оборудование также может прессовать шелуху подсолнечника, льнокостру, лигнин. При сгорании минимально влияет на окружающую среду. Производительность: 400 кг/ч. Окупаемость составляет 8-10 месяцев.

[30]

Г) Выпуск на базе вторичного сырья стеновых и перегородочных строительных тепло- и звукоизоляционных материалов (стеновых или перегородочных камней) для малоэтажного домостроения. Экологически чистые стеновые и перегородочные блоки имеют прочность на сжатие 25-35 кг/см² , теплопроводность 0,12-0,18 ккал/м² ч град, морозостойкость 25 циклов, обладает хорошими звукоизоляционными свойствами, имеет огнестойкость — 2 часа.

Технология получения новых стеновых и перегородочных строительных материалов состоит из двух этапов:

1. Подготовка древесного заполнителя:

- измельчение горбылей, реек, обрезков от лесопиления на рубительных машинах с целью получения щепы-дроблёнки;

- доизмельчение древесного заполнителя;

- подсортировка опилок с целью отделения посторонних включений (камни, кора, сучья);

- организация буферного бункерного склада древесного заполнителя.

Отечественная промышленность выпускает серийно рубительные машины, дробилки, механические сортировки для древесного заполнителя. Для организации буферного склада древесного заполнителя используется нестандартизированное оборудование.

2. Получение стеновых и перегородочных материалов:

Отечественная промышленность выпускает серийно автоматические линии для производства стеновых и перегородочных материалов годовой производительностью от 3,0 до 15,0 тыс. м. куб.

Основу данной технологии составляет хорошо организованный процесс вибропрессования полимер минеральной композиции, содержащей стабилизированный древесный заполнитель, позволяющий с циклом 40 сек. получать 4 стеновых камня или 8 перегородочных камней. Перенастройка линии на выпуск перегородочных камней осуществляется за счет быстрой замены пуансон-матрицы линии.

3.Оборудование:

Реализация технологии получения нового экологически чистого энергоэффективного строительного материала осуществляется на высоко производительных компактных, автономных автоматических линиях, не имеющих равных среди отечественных аналогов и превосходящих по своим возможностям лучшие зарубежные аналоги.

Компактность и автономность этих линий позволяет размещать их в быстро возводимых ангарах и зданиях из легких металлических конструкций организовывая мини-цеха для переработки древесных отходов по ресурсосберегающим технологиям при действующих предприятиях по переработки древесины в любых отраслях промышленности.

К бесспорным преимуществам этих линий относится также возможность производства местных строительных материалов из различных наполнителей и вяжущих, высокое качество получаемых строительных материалов и неограниченные возможности расширения номенклатуры изготавливаемых изделий в соответствии с требованиями архитекторов и строителей. Кроме того, эти линии мобильны, компактны, автономны, имеют небольшой вес, низкую энергоёмкость, отличаются простотой конструкции, обслуживания, ремонта и эксплуатации. Имеют гарантийное обслуживание и послегарантийное ремонтное сопровождение.

Экономические показатели:

Сравнительно невысокая цена линий от 300 до 700 тыс. руб., их высокая производительность от 3,0 до 15,0 тыс. м3 /год, привлечение древесных отходов для производства новых строительных материалов создает возможность их успешного применения для утилизации древесных отходов действующих предприятий с получением экологически чистых термоблоков для малоэтажного домостроения.

Один термоблок по объему заменяет 8 обычных кирпичей.

Себестоимость изготовления одного термоблока — 7 руб., отпускная цена — 15 руб.

Срок окупаемости линий в зависимости от их производительности составляет 3 — 7 месяцев.

Подобные производства для выпуска строительных материалов в Дубне существуют, соответственно есть возможность опробирования подобных разработок с внесением опилок ООО «Конта».

Д) В Европе в последнее время появилось и активно развивается еще одно направление переработки опилок — производство топливных пеллет. Пеллеты получают путем прессования измельченных древесных отходов. Технология производства биогранул основана на той же базовой технологии, как и переработка органического материала. Готовые гранулы используются как в бытовых целях — для отопления отдельных домов в центральных отопительных системах, так и в производственных — на электростанции, для производства электроэнергии.

Швеция является лидером по производству древесных гранул в Европе. Здесь производится более 1,2 млн. тонн пеллет в год. За счет гранул вырабатывается 6 ТВтч энергии в год. Доля биоэнергии в шведской энергетике равна 25%, в ближайшее время страна намерена увеличить эту долю до 50%.

По мнению специалистов, в перспективе и в России начнут реализовываться экологические программы, биотопливо будет востребовано и на отечественном рынке в особенности в тех регионах, где существуют трудности с газификацией. Известно, что теплотворная способность древесных гранул сравнима с углем, при этом выброс углекислого газа и других вредных веществ меньше в десятки раз.

Уже посчитали и вывели, что топливные гранулы выгоднее технологической щепы. Сегодня готовят технологии по дорубке щепы в сырье для пеллет.

Одной из фирм, работающих в данном направлении, является MUENCH Edelstahl GmbH /Германия/ изготавливает матрицы, ролики и обечайки для грануляторов всех типов и моделей зарубежного производства и производства стран СНГ. Производственная мощность линий по производству древесных гранул составляет от 0,1 т/час до 10 т/час и более. Пеллеты выпускаются длинной не более 50 мм, диаметр гранулы составляет от 6 до 10 мм, вес гранул составляет 700-800 кг на кубический метр.

Е) ФГУП Центральный научно-исследовательский и проектный институт лесохимической промышленности разработал новый способ термоокислительной деструкции древесины — основу получения бесканцерогенных коптильных препаратов.

В основу технологии заложен новый способ термического разложения древесины на воздухе без горения, который позволяет исключить образование канцерогенных веществ (3,4-бензпирена). Для осуществления этого процесса разработан аппарат нового поколения — дымогенератор.

Полученные коптильные препараты не уступают лучшим мировым образцам.

Коптильная жидкость «Российская» предназначена для наружной обработки колбасных сыров, мясных и рыбных изделий. Расход составляет 20 — 25 г на 1 г продукта.

Рафинированный коптильный ароматизатор предназначен для улучшения вкуса и аромата вареных и полукопченых колбас, рыбных консервов в масляной заливке, сырной массы, деликатесных мясных и рыбных изделий путем введения внутрь полуфабрикатов. Расход составляет 1 — 4 мл на 1 кг продукта. Не требует дополнительного оборудования, дополнительных затрат.

Из 1 т опилок получается 300 кг коптильных препаратов и 300 кг пищевого ароматизатора.

Вблизи города Дубны существует несколько мясных и колбасных производств — в г. Дмитров, г. Клин и т.д. Возможно, что подобная разработка заинтересует владельцев этих производств.

Е) Поскольку опилки передаются работникам и населению, то для повышения активности этого процесса необходимо провести информирование населения через СМИ (радио, газеты, местное телевидение) по вопросу, как пустить опилки в дело для улучшения плодородия почвы.

Древесные опилки, прошедшие ферментацию, становятся отличным удобрением, которое не только питает растения, но и делает почву воздухо- и влагопроницаемыми. Если же вам необходима кислая почва, как, например, для голубики и рододендронов, то постоянное внесение в почву опилок в сочетании с азотными удобрениями и повысит ее кислотность. Для большинства растений необходима нейтральная почва.

Самым эффективным способом обогащения опилок считается компостирование. Перед закладкой компоста опилки необходимо смочить органикой, сложить в кучу, добавляя растительные остатки и почву (для снижения кислотности добавить известь или доломитовую муку). Когда будет сформирован бурт высотой до полутора метров, его надо закрыть слоем опилок в 15—20 см. Не следует закладывать опилки в компостные ямы, от избытка влаги опилки могут закиснуть. Компостную кучу необходимо время от времени перелопачивать и увлажнять. При правильном уходе компост созреет за полтора или два месяца.

Сухой остаток краски

Вопрос утилизации этого вида отхода остается открытым на многих производствах. Хотя и считается, что остатки краски в отвердевшем виде подлежат переработке в качестве строительных отходов или утилизации как бытовой мусор.

Утилизация непригодных к дальнейшему использованию остатков краски может осуществляться с помощью установок регенерации, если уровень содержания растворителей достаточен для процесса дистилляции. В иных случаях остатки красок и дистиллятов утилизируются как специальные отходы.

В зарубежных странах разработана система утилизации отходов, в странах СНГ такой системы на данный момент не существует.

Рассмотрим те направления, которые разрабатываются в этой области в наши дни.

А) Существует три вида красок: спирто-, водоразбавляемые и УФ-отверждаемые.

Краски на основе растворителей и водоразбавляемые краски на 40–60% состоят из соответствующих органических растворителей или воды. К прочим составляющим относятся связующие (15–25%), красящие вещества (10–15%) и добавки (5%). Краска УФ-отверждения не содержит растворителей и состоит из четырех компонентов: связующее (55–80%), красящее вещество (10–20%), фотоинициаторы (5–15%) и добавки (5–10%) (рис. 3.13).

Наиболее распространенными растворителями являются спирты (этанол, изопропанол), производные гликолей (этоксипропанол, метоксипропилацетат), кетоны (ацетон, метилэтилкетон), углеводороды (бензин, циклогексан) и эфиры (этилацетат, изопропилацетат). Водоразбавляемые краски наряду с водой часто содержат незначительное количество (0–5%) спирта (этанол или изопропанол).

 

 

Рисунок 3.13. Структура общеизвестных красок

Краски на основе растворителей содержат наибольшее количество разнообразных типов связующего: природные смолы (шеллак), модифицированные природные смолы (нитроцеллюлоза, канифоли, алкидные смолы) и искусственные смолы (полиамиды, сополимеры винила, полиэфиры, полиуретан, кетоновые смолы).

В качестве связующего для водоразбавляемых красок применяют главным образом кислые смолы (акрилаты, полиакрилаты, в редких случаях малеинаты либо уретан) или водные дисперсии кислых смол. Кислые смолы не растворимы в воде, поэтому их необходимо переводить в водоразбавляемую форму с помощью омыления в аммиаке или аминах. Водные дисперсии после нанесения краски высыхают значительно быстрее смол.

 

 

Среди УФ-красок чаще остальных используют краски с радикальным механизмом отверждения. В них в качестве связующего компонента добавляют акриловые эфиры, которые в зависимости от молекулярного веса подразделяются на высоковязкостные олигомеры и низковязкостные мономеры. Важнейший компонент УФ-красок — фотоинициаторы. Это низкомолекулярные соединения, которые при воздействии УФ-излучения распадаются на реактивные свободные радикалы и способствуют началу реакции сшивки связующего — радикальной полимеризации.

Во всех трех типах красок обычно применяют идентичные красящие вещества (органические и неорганические, а также металлические, перламутровые, люминесцентные пигменты) и добавки, которые упрощают производство, повышают технологичность и придают необходимые свойства высохшей красочной пленке.

В последнее время среди мировых производителей краски наблюдается тенденция выпуска водорастворимых красок. Связано это с тем, что водорастворимые краски более экологически чисты, чем масляные и алкидные эмали, быстро сохнут, при эксплуатации не выделяют неприятного запаха.

Утилизация водоразбавляемых красок гораздо сложнее и связана с более высокими затратами. Широко распространенная физико-химическая технология утилизации основана на том, что сначала растворенные остатки красок осаждаются путем введения солей металлов при определенном значении рН и отфильтровываются. Затем осажденный продукт утилизируют как специальные отходы, а фильтрат и соответствующим образом проверенная вода отводятся в канализацию.

Энергозатраты на сушку водоразбавляемых красок в процессе производства из-за низкой летучести воды неизмеримо выше, чем у спирторазбавляемых или УФ-красок.

В производстве красок на основе растворителей и водоразбавляемых красок нередко используется натуральное или модифицированное растительное сырье, что значительно повышает их экологичность, в то время как с УФ-красками это практически невозможно.

В последние годы отмечают увеличение доли водоразбавляемых и УФ-красок в производстве. Однако если говорить об изготовлении устойчивых к воздействию различных факторов ламинатов, то альтернативы краскам на основе растворителей с технической точки зрения пока не существует.

Все типы красок имеют свои преимущества и недостатки. Тем не менее, современный уровень техники позволяет соблюдать все требования законодательства при их использовании.

Возможно, целесообразным является более детальное рассмотрение этого вопроса и изучение рынка в этой области для выбора самых приемлемых с экологичной точки зрения красок в производстве ООО «Экос».

Б) Существует способ применения декантеров для переработки отходов окрасочных производств. Эта методика переработки отходов состоит из нескольких этапов:

- в отходы окрасочных производств добавляют дозированное количество полимеров;

- указанную смесь обезвоживают в декантере;

- большую часть воды удаляют и используют повторно.

Осадок краски при этом уменьшается до 40-50% сухого остатка, благодаря чему значительно сокращаются расходы на утилизацию.