Curs 4

Echipamente şi utilaje în procesarea deşeurilor

Echipamente pentru sortarea deşeurilor

Sortarea deşeurilor reprezintă procesul de separare şi clasare a deşeurilor în

funcţie de diferenţele dintre caracteristicile lor fizice.

Se desfăşoară în centre de sortare în care deşeurile parcurg următoarele etape:

recepţia deşeurilor

sortarea manuală şi/sau mecanizată

condiţionarea şi stocarea, pentru facilitarea transportului;

transportul spre societăţile reciclatoare.

1

COLECTARE DEŞEURI

TRANSPORT

SOCIETATI RECICLATOARE

CENTRU DE SORTARE DEŞEURI

RECEPTIE DEŞEURI

SORTARE DEŞEURI

DEŞEU 1 DEŞEU 2 DEŞEU 3

CONDIŢIONARE(compactare şi stocare)

Operaţii efectuate într-un centru de sortare (triere)

I. RECEPŢIE:

Cântărirea deşeurilor

Stocarea deşeurilor înainte de sortare (platforme

acoperite sau în aer liber, bunchere, silozuri, etc)

II. PREGĂTIRE ŞI SORTARE

Încărcarea materialului pe banda transportoare

Dirijarea transportului deşeurilor pe bandă (reglarea

vitezei benzii transportoare, înclinarea benzii, limitator de

înălţime pentru stratul de deşeuri)

Sortare dimensiometrică

a. Site vibrante

b. Site rotative (tambur)

c. Separatoare balistice

d. Site cu discuri

Sortare (separare) densimetrică (gravimetrică)

a. Separatoare rotative cu curent de aer

b. Instalaţii de aspiraţie

c. Cicloane

Separarea metalelor

a. Separatoare magnetice

b. Separatoare cu curenţi turbionari

Sortare manuală – pe bandă rulantă

Sortare mecanică:

a. Bandă transportoare simplă sau dublă

b. Separatoare cu ejector dirijat printr-un detector de

inducţie; cu raze IR (infraroşii); de raze X

III. Compactare–ambalare – stocare înainte de transport spre SOCIETĂŢILE

RECICLATOARE.

2

METODE DE SORTARE

Cele mai utilizate procedee de sortare (triere) a deşeurilor sunt:

Sortarea manuală

Sortarea dimensiometrică

Sortarea densimetrică (gravimetrică)

Sortarea optică

Sortarea magnetică

Flotaţia

1. SORTAREA DIMENSIONALĂ

Se realizează în funcţie de mărimea (dimensiunile) deşeurilor

Se execută prin trecerea fluxului de deşeuri pe suprafeţele de clasare ale

grătarelor, ciururilor sau sitelor.

Operaţia se numeşte CLASARE = operaţia de separare a unui material (deşeu)

care cuprinde bucăţi (granule) de diferite dimensiuni, în clase de granule cu dimensiuni

apropiate.

Materialul supus clasării este făcut să circule peste suprafaţa de clasare

prevăzută cu orificii de aceeaşi dimensiune, obţinându-se două clase:

o Clasa care a trecut (trecere) şi care are dimensiuni mai mici decât

deschiderea fantelor (orificiilor) de clasare

o Clasa care a rămas pe suprafaţa de clasare (refuz) şi care are

dimensiuni mai mari decât deschiderea fantelor de clasare

Suprafeţele de clasare se confecţionează din împletituri din sârmă, tablă

(cauciuc, mase plastice) perforată, diferite profile aşezate simetric

Nu se sortează volumetric (granulometric) materialele cu granulaţia fină, umede,

fibroase sau lipicioase, întrucât obturează orificiile sitelor. Acest fapt duce la micşorarea

suprafeţei de clasare şi implicit a randamentului sortării.

Pentru a evita obturarea sitelor se utilizează dispozitive de curăţare: perii,

raclete, încălzitoare, curăţarea cu jet de aer sau apă.

O sită se consideră eficientă dacă mai mult de 70% din materialul cu dimensiune

mai mică decât ochiurile sitei, trece prin acestea.

Sunt folosite, în special, două tipuri de site pentru sortarea dimensională:

o site cilindrice;

o site cu vibraţie.

3

Dispozitive utilizate la sortarea granulometrică

1. Grătare

Servesc pentru clasarea materialelor cu dimensiuni mari

Suprafaţa de clasare este formată din bare metalice aşezate paralel la

distanţe egale (50-300 mm)

Pot fi fixe sau mobile (cele mobile pot fi cu bare transversale sau

longitudinale)

2. Site rotative (site tambur)

Se construieşte din unul sau mai mulţi tamburi din tablă perforată sau împletitură

de sârmă, de formă cilindrică sau tronconică. Tamburii se montează concentric în jurul

unui ax (cu o spirală internă, care prin mişcare rotativă, împinge materialul înainte) sau

pot utiliza un dispozitiv exterior periferic pentru propulsie (angrenaj de roţi dinţate).

Curăţarea suprafeţei de clasare se realizează fie cu jet de aer sau apă, fie cu

dispozitive de lovire (ciocane) interpuse între carcasă şi suprafaţa de clasare, fie cu

perii.

Suprafeţele de clasare pot fi poziţionate concentrice sau în prelungire.

Când se utilizează dispunerea concentrică, la interior se va poziţiona sita

cu ochiurile cele mai mari; dimensiunea ochiurilor va scădea spre exterior,

ultima sită având ochiurile cele mai mici

Când se utilizează dispunerea în prelungire (ciur Tromel), atunci

materialul (deşeurile) se alimentează pe sita cu ochiurile cele mai mici;

4

dimensiunea ochiurilor va creşte pe direcţia de deplasare a deşeurilor,

ultima sită având ochiurile cele mai mari

Pot fi utilizate atât pentru clasarea deşeurilor în stare brută, cât şi pentru clasarea

deşeurilor mărunţite.

Pe pereţii interiori ai sitelor pot fi prevăzute nervuri/cuţite (care ajută la

deplasarea materialului şi la ruperarea legăturilor sau sacilor în care sunt ambalate

deşeurile).

Performanţele ciurului rotativ depind de dimensiunea fantelor, dimensiunea şi

turaţia tamburului, înclinaţia acestuia, alte caracteristici constructive.

Sunt foarte utilizate pentru separarea deşeurilor uscate; alte utilizări: la

separarea materialului plastic înainte de măcinare sau dezintegrare, de granule de

nisip, pietriş, bucăţi de metal, sticlă, etc.

Dat fiind faptul că suprafaţa de cernere a unei site tambur este relativ mică, se

încearcă prin diferite construcţii ale peretelui interior (sita poligonală), ridicarea cât mai

mult a materialului de cernut pe peretele tamburului rotativ, pentru a obţine o cernere

mai eficientă.

Turaţia sitelor rotative: 5-15 rot/min.

5

6

Ciur Tromel într-un centru de sortare

Echipament de sortare dimensională utilizat în demolări

7

Echipamentul are mai multe aplicaţii: sortarea materialelor granulare rezultate din

demolări; staţii de sortare balastieră; remedierea solurilor pietroase; curăţarea plajelor;

separarea deşeurilor organice în centre de sortare, etc.

3. Site vibrante

Sita vibrantă face parte din categoria maşinilor de cernere dinamice şi eficiente

tocmai din cauză că se înfundă mai greu.

Realizează clasarea materialului datorită unor mişcări verticale foarte rapide şi

de mică amplitudine, ale suprafeţei de clasare, numite vibraţii.

Se caracterizează prin amplitudine mică (1,5-10 mm) şi frecvenţă mare (500-

3000 vibraţii/min).

Vibraţiile pot fi produse pe cale mecanică (sistem cu excentric), electromagnetică

sau pneumatică.

Datorită vibraţiilor, materialul (deşeurile) sunt propulsate pe suprafaţa de clasare:

granulele mai mari decât ochiurile de clasare, spre înainte, în timp ce materialul cu

dimensiuni mai mici cade prin ochiurile sitei.

Înclinarea sitelor variază între 15-40° (înclinaţia este mai mare pentru materiale

mărunte).

Suprafaţa de clasare se înfundă mai greu decât la celelalte aparate de

clasare

Se folosesc suprafeţe de clasare din cauciuc sau mase plastice.

O sită vibrantă poate avea una sau mai multe suprafeţe de clasare.

Site cu vibrare circulară

8

Din categoria ciururilor cu vibrare circulară cele mai importante sunt cele giratorii

şi vibroinerte. Sunt caracterizate de amplitudine mică şi de frecvenţă mare a vibraţiilor.

Se utilizează frecvent pentru clasarea eficientă a materialelor de dimensiuni

foarte mici, mici şi medii.

Schema de principiu a ciururilor giratorii

Acestea sunt acţionate de la şaiba motoare (8) prin intermediul axului (3) cu

excentric (4), care străbate transversal rama (6), cu suprafaţa de clasare în centrul de

greutate. Lagărele (2), în care se roteşte axul (3) sunt solidarizate de scheletul metalic

(1).

Legătura între capetele ramei (6) şi scheletul metalic (1) se realizează prin

intermediul arcurilor spirale (11). Vibrarea este asigurată de excentricele (4) ale axului

(3) şi volanţii (10) cu contragreutăţi (9).

Unghiul de înclinare al sitei cuprins între 10 - 30 , asigură deplasarea granulelor

de la capătul de alimentare spre cel de evacuare.

Sitele vibroinerte sunt caracterizate de vibrarea ramei, care este determinată de

factorii dinamici (masa ramei şi a materialului de pe sită precum şi elasticitatea arcurilor)

şi realizată de forţe centrifuge ce iau naştere prin rotirea foarte rapidă a unor mase

neechilibrate.

Schema de principiu a ciururilor vibroinerte

9

Acţionarea ramei (1) cu suprafaţa de clasare (2) se face prin intermediul axului

(5) prevăzut cu volanţii (6) şi masele neechilibrate (7). Axul (5) se roteşte în lagărele (4)

care sunt fixate de rama (1) şi se sprijină pe arcurile spirale (3).

Exemplul din figura anterioară prezintă o sită vibrantă cu site din cauciuc montate

pe un sistem de bare care basculează în contra timp. Această mişcare de basculare

antrenează sita într-o mişcare de tip undă, cu o amplitudine considerabilă de 30÷ 50

mm pentru frecvenţe de oscilaţie de 600÷800 /min şi imprimă materialului de cernut

acceleraţii mari.

Sită vibrantă cu mişcare circulară

Sita vibrantă cu mişcare circulară este constituită din mai multe suprafeţe de

sitare suprapuse şi cu înclinaţii diferite, a căror fante de sitare descresc spre etajele

10

inferioare. Panourile de sitare sunt instalate într-o ramă compactă, ceea ce aigură

accesibilitate în întreţinere.

Mişcarea de vibraţie eliptică gederată de un motor vibrant previne înfundarea

ochiurilor sitei şi asigură o dispersie şi o separare optimă a deşeurilor. În timp ce

particulelu fine conţinute în masa de deşeuri trece imediat şi aproape vertical prin

ochiurile sitelor superioare (cu fante descrescătoare începând de la sita superioară cu

ochiurile cele mai mari), particulele grosiere sunt eliminate progresiv în etajele

superioare.

Eliminarea treptată a diferitelor granulometrii şi dimensiunea vidului creat

comparativ cu dimensiunea de separare, împiedică formarea unui strat de material pe

sită care ar putea obtura fantele de trecere a particulelor fine, crescând astfel

randamentul de clasare şi durata de viaţă a separatorului.

Se utilizează pentru: aluminiu, calcare, cărbune, ciment, sorturi de balastieră,

sticlă, etc.

Sită vibrantă pentru intervale de separare cuprinse între 0,1-8 mm.

La sita vibrantă din imagine, vibraţia se transmite direct suprafeţei de separare

cu ajutorul unui dispozitiv electromagnetic. Acesta este amplasat deasupra ciurului,

transversal pe mijlocul lui.

Vibraţia împletiturii de sârmă este produsă de o tijă montată perpendicular pe

suprafaţa de sitare şi solidară la capătul de jos cu o bară de oţel plat ce trece prin

mijlocul împletiturii. La capătul superior tija intră în dispozitivul electromagnetic unde

este atrasă sau respinsă alternativ de armătura electromagnetului, producând vibraţia

sitei.

11

4. Site oscilante

Sitele plane oscilante constau din una sau două rame metalice dreptunghiulare,

uşor înclinate (1-18) - în care se fixează suprafaţa de clasare sprijinită pe suporţi

elastici sau suspendate cu tije articulate.

Mişcarea de oscilaţie este dată de un sistem bielă-manivelă.

Mişcarea granulelor pe ciururi oscilantea) cu suporţi elastici; b) cu tije articulate

Sistem constructiv asemănător sitelor vibrante (oscilaţii – sistem bielă-

manivelă)

Se caracterizeată prin amplitudine relativ mare (10-50 mm) şi frecvenţă

mică (150-1000 ocilaţii/min).

Sită oscilantă orizpntală cu obţinerea a 3 fracţii granulometrice

12

6-9 m / suprafaţă de clasare

se utilizează pentru materiale uscate sau cu umiditate scăzută: talaş,

rumeguş şi alte deşeuri din lemn, plastic, sticlă

5. Ciururile cu rezonanţă

Se utilizează pentru clasări la dimensiuni cuprinse între 10-20 mm. Sunt

caracterizate de un consum redus de energie şi o capacitate mare de prelucrare.

În principiu, un ciur cu rezonanţă este construit din două mase oscilante (1 şi 2),

legate elastic între ele precum şi de cadrul rigid (3) prin intermediul unor arcuri de oţel

ori tampoane de cauciuc (4) şi a tijelor articulate sau arcurile plate (5).Vibrarea este

transmisă de axul excentric (6) şi biela ( 7) prevăzută cu arc elastic (8) ramei (1).Prin

legăturile elastice(4), vibraţiile ramei (1) se transmit şi ramei (2), crescând treptat până

ajung la aceeaşi frecvenţă, însă cu un decalaj de 180 .

Ciururi cu rezonanţăa) cu o ramă; b) cu două rame.

6. Separatoare balistice

Realizează separarea deşeurilor în 3 clase (fracţii): grea, uşoară şi fină; combină

separarea pe mărimi şi forme.

Este compus dintr-o pâlnie de încărcare şi puntea formată din mai multe benzi

metalice perforate care vibrează în contrasens una faţă de cealaltă (sistem de acţionare

cu excentric). Benzile au o înclinaţie variabilă pentru a imprima fracţiei grele o anumită

acceleraţie.

13

Deşeurile se deplasează de-a lungul punţii, în sus sau jos, în funcţie de formă şi

densitate. Astfel materialele grele (lemn, cutii de conserve, oţel selectat, părţi de mase

plastice masive, etc) au tendinţa de-a se deplasa în jos, spre baza sitei, sub acţiunea

forţei gravitaţionale, odată cu mişcarea benzii, formând fracţia grea. Datorită mişcării de

vibraţie are loc o rearanjare continuă a deşeurilor, materialele uşoare (hârtia, cartonul,

textilele, foliile de plastic) fiind antrenate spre partea superioară a separatorului;

formează fracţia uşoară. Fracţia fină este constituită din materialul care trece prin

orificiile benzilor metalice.

Prin variaţia înclinării punţii se poate modifica procentul de fracţie grea şi uşoară.

Este folosită pentru sortarea materialelor uşoare de ambalaje şi clasificarea pe

clase de polimeri; clasificarea fluxurilor de deşeuri înainte de aplicarea altor procedee

de tratare.

Caracteristici constructive: înclinaţie 15-20%; rata de încărcare 10 t/h sau

90m3/h.

Procentajul de fracţie grea şi fracţie uşoară se determină prin modificarea

înclinaţiei punţii.

14

7. Site cu discuri

Este un aparat de clasare în cascadă.

Echipamentul este constituit din mai mulţi arbori paraleli şi echidistanţi, antrenaţi

de un motoreductor. Pe fiecare arbore sunt amplasate discuri hexagonale sau de altă

formă care se întrepătrund cu cele de pe arborii alăturaţi.

Distanţele dintre discuri determină mărimea de clasare (a materialului ce cade

printre discuri); materialul cu dimensiuni mai mari este antrenat spre înainte şi se

evacuează la capătul opus.

Pot fi obţinute mai multe fracţii granulometrice, în funcţie de distanţele dintre

discuri (primul nivel – distanţa dintre discuri mică prin sită va trece fracţia cea mai

mică).

Pe măsură ce distanţa dintre discuri scade, va creşte turaţia arborilor.

15

Părţile în contact cu deşeurile (arborii, discurile) vor avea muchiile rotunjite

pentru a nu favoriza agăţarea şi înţepenirea materialului de sortat.

De exemplu, deşeurile presortate din construcţii se introduc printr-un dispozitiv

de încărcare către primul nivel de separare şi sunt accelerate şi separate în procesul de

cernere prin aşezarea discuri de antrenare pe arbori precum şi prin creşterea turaţiei

arborilor pe fiecare nivel în direcţia de antrenare a materialului către celelalte nivele de

separare.

16

Separatorul cu discuri din imagine se foloseşte cu succes pentru sortarea

deşeurilor industriale, a deşeurilor voluminoase şi a deşeurilor menajere mărunţite.

Urmând conceptul separatorului clasic cu discuri, arborii echipaţi cu discuri

metalice robuste, asigură transportul deşeurilor de-a lungul suprafeţei de clasare.

Blocajele cauzate de pătrunderea corpurilor străine sunt eliminate de tuburile flexibile şi

elastice.

Prezintă astfel numeroase avantaje pentru separarea dimensională a deşeurilor

industriale, a deşeurilor voluminoase, a deşeurilor menajere sau a deşeurilor biologice

(proaspete):

Randament de separare ridicat;

Consum redus de energie

Concepţie robustă şi funcţionare cu uzură minimă

Concepţie modulară pentru adaptare flexibilă în instalaţii staţionare.

Sită cu came eliptice

Lăţimea de sitare a rolelor: 1500 mm

Granulometria materialului la intrare: 1000 mm

Separare: 150 mm

Productivitate: 150 t/zi.

17

Separator cu discuri cu site reglabile :

Pentru sortarea deşeurilor din carton

Capacitate: max. 190 l/min

Construcţie robustă

Număr de axe la alegere

Întreţinere uşoară

Axe: 8/10/12/14/16/18

Suprafaţa de sitare: 6/7,6/9,2/10,8/12,4/14 m2

Înclinare: 5-15

Distanţa între arbori: 510 mm

Diametru arbori: 244 mm

Carcasă din tablă de oţel

18

Greutatea aparatului: cca. 5500 kg

Acţionare: motoreductor conic (opţional convertizor de frecvenţă)

Puter instalată: 3,0 kW

Tensiune de alimentare: 380-400 V~ 50/60 Hz

Lîţime interioară: 1,57 m

Suprafaţa de clasare este constituită dintr-o serie de arbori transversali cu

secţiune pătrată prevăzute cu discuri. Arborii sunt fixaţi la capăt cu rulmenţi. Aceştia se

montează în serie , în general 5-11, solidari cu mecanismul de acţionare. Mişcarea de

rotaţie este asigurată de un motor electric cu viteză variabilă montat pe primul arbore

din serie.

Site cu discuri pentru deşeuri verzi şi nămol

Separatorul din imagine este o instalaţie mobină de separare dimensională a

deşeurilor verzi şi a nămolurilor din staţiile de epurare, echipată cu sită cu discuri.

Dimensiunea de separare este reglată electric pentru intervale: 0-25 mm ÷ 0-40

mm; 0-10 mm ÷ 0-25 mm în funcţie de discurile alese. Discurile sunt cu autocutăţire.

Separatorul poate fi în acelaşi timp echipat cu un separator tromel pentru

dimensiunea de 10 mm sau pentru o altă granulometrie aleasă. Operaţiunea de

schimbare a echipamentelor (sită cu discuri sau separator rotativ-tromel) durează 30

minute.

19

2. SORTAREA DENSIMETRICĂ (GRAVIMETRICĂ)

adică în funcţie de dimensiunea şi densitatea deşeurilor – se bazează pe

vitezele de cădere ale materialelor într-un fluid (aer-clasare pneumatică,

apă-clasare hidraulică)

are la bază o serie de legi legate de căderea corpurilor în apă sau aer

S-a constatat că în căderea unei particule solide, la un moment dat viteza

acesteia rămâne constantă; această viteză constantă la care ajung toate

corpurile care cad în fluide se numeşte viteză limită de cădere – depinde

de mărimea, densitatea şi forma corpului şi de proprietăţile fluidului

Sortarea densimetrică este o metodă de clasare care se bazează pe echivalenţa

specifică a materialelor asemănătoare într-un curent de fluid (apă, aer) ascendent.

Echivalenţa înseamnă că diferite particule vor atinge aceeaşi viteză finală de cădere

(viteză limită de cădere). Dacă particulele sunt echivalente, atunci acestea ar trebui să

aibă în aceleaşi condiţii iniţiale aceeaşi traiectorie, respectiv aceeaşi viteză de coborâre.

Separarea se realizează în funcţie de viteza de cădere a particulelor. Viteza de

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

este influenţat de masa volumetrică, de umiditate, de compoziţia deşeurilor şi de

mărunţirea prealabilă a deşeurilor de sortat.

În ceea ce priveşte separararea densimetrică cu ajutorul unui curent de aer, în

prelucrarea deşeurilor se folosesc cu precădere 2 tipuri: separatorul cu aer rotativ şi

instalaţia de aspirare.

Dispozitive utilizate la sortarea densimetricăă

a. Separatorul rotativ cu curent de aer

Este format dintr-un tambur rotativ, o cameră de separare şi decantare şi un

sistem cu aer comprimat.

Tamburul rotativ este înclinat la 15° faţă de orizontală şi are o formă

troncononică cu baza mare în sus.

Deşeurile mărunţite şi separate în prealabil dimensional, sunt alimentate prin

intermediul unei benzi transportoare în partea superioară a tamburului. Prin duzele de

aer comprimat se suflă aer, paralel cu axa tamburului. Astfel, materialele uşoare sunt

antrenate în sus, spre camera de decantare, în timp ce materialele grele sunt

transportate prin tambur şi evacuate la partea opusă, baza mică a tamburului.

Pentru a asigura un curent de aer continuu de-a lungul tamburului, se insuflă aer

suplimentar prin baza mică a tamburului.

20

Selectivitatea aparatului (procentul de fracţie fină şi grea) poate fi reglată prin

variaţia debitului şi presiunii aerului comprimat; modificarea unghiului de înclinare al

tamburului; schimbarea modului de încărcare cu material.

Se foloseşte pentru deşeuri mărunţite şi sortate granulometric.

b. Instalaţie de aspiraţie

Componentele uşoare (hârtie, textile, pungi plastic, etc) sunt aspirate de

obicei de pe suprafeţele de transport sau clasare (benzi transportoare,

site) şi sunt eliminate printr-un ciclon

21

Separator rotativ cu curent de aer

Evacuare aer

Intrare deşeuri

Cameră de liniştire

Fracţie uşoară

Fracţie grea

Flux de aer

Direcţia de rotire

22

Instalatie de aspirare

Bandă transportoare

Fracţie uşoară

Fracţie grea

c. Ciclonul

Face parte din categoria clasoarelor centrifugale

Este format dintr-un vas cilindric continuat la partea inferioară, cu o parte

conică

Materialul se introduce tangenţial, cu viteză mare prin duza de alimentare

din partea cilindrică; aici are loc separarea materialului pe dimensiuni sub

acţiunea forţei centrifugale.

Particulele mai mari şi mai grele , sub influenţa forţei centrifugale ce ia naştere

datorită curentului rotativ, vor fi proiectate spre periferia ciclonului şi evacuate prin

orificiul de evacuare a materialului grosier de la vârful conului.

Particulele fine vor migra către axa ciclonului de unde vor fi evacuate central, pe la

partea superioară a ciclonului.

Se utilizează pentru sortarea diferitelor fracţiuni de materiale plastice

Calitatea separării este determinată de tipul şi calitatea mărunţirii prealabile a

deşeurilor din plastic.

23

Ciclon

Sortarea densimetrică se poate realiza şi cu ajutorul apei (vezi hidrociclonul).

24