Politechnika Świętokrzyska
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
Katedra Technologii Wody i Ścieków
PROJEKT KONCEPCYJNY
KOMPOSTOWNI ODPADÓW
Monika Harabin
Justyna Michalik
GRUPA 501 IŚ L01_a, L02_a
ROK AKADEMICKI 2004/2005
OBLICZENIA
1.STAN AKTUALNY:
1.1 Dane wyjściowe:
liczba mieszkańców - 180 795 [M]
udział frakcji organicznej w odpadach komunalnych - 46 [%]
gęstość nasypowa odpadów komunalnych - 185 [ kg/m3]
udział frakcji organicznej w odpadach przemysłowych - 25 [%]
jednostkowy objętościowy wskaźnik nagromadzenia odpadów - vj=1,62 [ m3/M·a]
ilość odpadów przemysłowych - Qprzem = 95 416,6 [m3/a]
ilość osadów ściekowych - Qos.śc.= 10 621,0 [m3/a]
współczynnik nierównomierności k1 - 1,3
średnia gęstość nasypowa substancji balastowych - 0,6 [ Mg/m3]
wskaźnik efektywności segregacji odpadów komunalnych - 20 [%]
wskaźnik efektywności segregacji odpadów przemysłowych - 80 [%]
1.2 Całkowita ilość odpadów komunalnych:
Qkom = LM · vj [m3/a]
gdzie:
LM - liczba mieszkańców; LM = 180 795 [M]
vj - jednostkowy objętościowy wskaźnik nagromadzenia odpadów; vj = 1,62 [m3/M · a]
Qkom = 180 795 · 1,62 = 292 888 [m3/a]
1.3 Organiczne odpady komunalne:
Qbio kom = Qkom · Qr [m3/a]
gdzie:
Qr - udział frakcji organicznej w odpadach komunalnych; Qr = 46 %
Qbio kom = 292 888 · 46% = 134 728,4 [m3/a]
Organiczne odpady komunalne po uwzględnieniu wskaźnika efektywności segregacji odpadów komunalnych:
Qbio*kom = Qbio kom · Ek
gdzie:
Ek - wskaźnik efektywności segregacji odpadów komunalnych; Ek = 20%
Qbio*kom = 134 728, 4 · 20% = 26 945,7 [m3/a]
1.4 Ilość odpadów przemysłowych:
Qprzem = 95 416, 6 [m3/a]
1.5 Organiczne odpady przemysłowe:
Qbio przem = Qprzem · Qr
gdzie:
Qr - udział frakcji organicznej w odpadach przemysłowych; Qr = 25%
Qbio przem = 95 416,6 · 25% = 23854,2 [ m3/a]
Organiczne odpady przemysłowe po uwzględnieniu wskaźnika efektywności segregacji odpadów przemysłowych:
Qbio*przem = Qbio przem · Ep
gdzie:
Ep - wskaźnik efektywności segregacji odpadów przemysłowych; Ep = 80%
Qbio*przem = 23854,2 · 80% = 19083,3 [m3/a]
1.6 Osady ściekowe:
Qos.śc. = 10 621 [m3/a]
Qbio = Qbio*kom + Qbio*przem + Qos.śc.
Qbio = 26945,7 + 19083,8 + 10621 = 56650,5 [m3/a]
1.7 Dobowa produkcja kompostu:
Qd = · k1
gdzie:
250 - liczba dni pracy przy 5 - dniowym tygodniu pracy
k1 - współczynnik nierównomierności; k1 = 1,30
Qd = 56650,5/250 · 1,30 = 294,57 [m3/d]
1.8 Przepustowość zasobni na odpady komunalne i przemysłowe:
czas przetrzymania w zasobni ok. 7 dni, zatem:
Vzas = (Qd - Qos.śc.) · 7 = (29445,7 - 42,5·1,3 ) · 7 = 1675,24 [m3]
Uwzględniając współczynnik rezerwy 1,5
Vzas* = 1,5 · Vzas = 1,5 · 1675,24 = 2512,8 [m3]
Głębokość 5- 6 m
1.9 Obliczenie przepustowości rozdrabniarki:
Rv = Qd - Qos.śc. = 294,57 - 55,25 = 239,32 [m3/d] →
przepustowość na zmianę roboczą :Rv = 239,32 / 8= 30 [m3/h]
1.10 Pole pryzmowe
Na pole pryzmowe trafia kompost po I° kompostowania (jego ilość jest więc mniejsza).
- Ilość kompostu na polu pryzmowym:
Gp = 33%Qd
Gp = 33% · 294,57 = 98,1 [m3/d]
- Sumaryczna długość pryzm:
L =
gdzie:
tp - czas kompostowania odpadów na polu pryzmowym; tp = 90 dni
a, b - wymiary podstaw pryzmy; a = 6 m, b = 2 m
h - wysokość pryzmy; h = 1,5 m
L = 2 · Gp · tp/(6+2) ·1,5 = 1471,5 [m]
Przyjęto długość jednej pryzmy 50 [m]
- Powierzchnia placu pryzm:
Ap = K · ( - a · L)
gdzie:
K - współczynnik zwiększający powierzchnię placu pryzmowego; dla dużych kompostowni
(obsługujących > 80 tys. mieszkańców) K = 2,5 ÷ 3,0; przyjęto K = 3,0
Ap = 3 · (2 ·98,1· 90 /1,5 - 6 · 1471,5 ) = 8829 [m2]
1.11 Składowisko substancji balastowych
- Ilość balastu wysegregowanego z odpadów komunalnych i przemysłowych przed komorą statyczną lub dynamiczną:
Gb1 = 20% (Qd - Qos.śc.)
Gb1 = 20% · (294,57 - 55,25) = 47,86 [m3/d]
- Masa balastu (przy założeniu gęstości balastu ρ = 0,6 [Mg/m3]):
Gb1(m) = Gb1 · ρ = 47,86 · 0,6 = 28,72 [Mg/d]
- Ilość balastu wysegregowanego z odpadów po komorze statycznej lub dynamicznej:
Gb2 = 15% Gp
Gb2 = 15% · 98,1 = 14,715 [m3/d]
- Masa balastu (przy założeniu gęstości balastu ρ = 0,6 [Mg/m3]):
Gb2(m) = Gb2 · ρ = 14,715 · 0,6 = 8,83 [Mg/d]
- Sumaryczna ilośc balastu:
Gb = Gb1 + Gb2 = 8,83 + 28,72 = 37,55 [Mg/d]
- Objętość substancji balastowej:
Vsb = · tg
gdzie:
tg - czas przetrzymywania balastu; tg = 1 doba
Vsb = 37,55/0,6 ·1 = 62,58 [m3]
-Powierzchnia placu składowania substancji balastowej :
Zakładamy, że balast składowany będzie w formie stożka o wysokości h = 3m
Vsb = r2 · h
62,58 = r2 · 3
r2 = 62,58 / ·2 (2 - współczynnik bezpieczeństwa)
2r2 = 125,16
r = 4,46 [m]
1.12 Niezbędne środki transportowe:
przyjęto objętość śmieciarki SM-12
- max. Masa pojazdu załadowanego 16000 [kg]
- Pojemność skrzyni ładunkowej V =18,5 [m3]
- Liczba kursów pojazdu:
n = = 62,58/18,5= 3,38
Przyjęto 4 kursy śmieciarki
1.13 Liczba komór statycznych (wariant I )
- Wymiary komory (wg producenta): 10 x 5 x 4 [m], co daje objętość całkowitą komory
V = 200 [m3]
Objętość robocza : Vr = 80%V
Vr = 80% · 200 = 160 [m3]
- Odpady kierowane do komory:
Qbio = Qd - Gb1
Qbio = 294,57 - 47,86 = 246,71 [m3/d ]
Odpady przetrzymywane będą w komorze przez 7 dni:
Qbio(7) = Qbio · 7 = 246,71 · 7 = 1727 [m3]
-Liczba komór:
n = = 1727/160 = 10,8
Przyjęto 11 komory + 1 rezerwową
1.14 Liczba komór dynamicznych ( wariant II )
- Wymiary komory ( wg producenta): 3,64 x 36 [m] x 1,81 co daje objętość całkowitą V = 374,43 [m3]
Objętość robocza: Vr = 80%V
Vr = 80% · 374,43 = 299,54 [m3]
- Ilość odpadów kierowanych do komory:
Qbio = Qd - Gb1
Qbio = 294,57 - 47,86 = 246,71 [m3/d ]
Czas przetrzymywania t = 3 doby
Qbio(3) = Qbio · 3 = 246,1 · 3 = 740,13 [m3]
- Liczba biostabilizatorów
n = = 740,13/299,55 = 2,5
Przyjęto 3 biostabilizatory + 1 rezerwowy
2. STAN PERSPEKTYWICZNY
2.1 Dane wyjściowe:
liczba mieszkańców - 184 000 [M]
udział frakcji organicznej w odpadach komunalnych - 36 [%]
gęstość nasypowa odpadów komunalnych - 126,4 [kg/m3]
udział frakcji organicznej w odpadach przemysłowych - 90 [%]
jednostkowy objętościowy wskaźnik nagromadzenia odpadów - vj = 2,96 [m3/M·a]
ilość odpadów przemysłowych - Qprzem = 130 000 [m3/a]
ilość osadów ściekowych - Qos.śc.= 11200 [m3/a]
współczynnik nierównomierności k1 - 1,3
średnia gęstość nasypowa substancji balastowych - 0,6 [Mg/m3]
wskaźnik efektywności segregacji odpadów komunalnych - 40 [%]
wskaźnik efektywności segregacji odpadów przemysłowych - 90 [%]
2.2 Całkowita ilość odpadów komunalnych:
Qkom = LM · vj [m3/a]
gdzie:
LM - liczba mieszkańców; LM = 184000 [M]
vj - jednostkowy objętościowy wskaźnik nagromadzenia odpadów; vj = 2,96 [m3/M · a]
Qkom = 184000 · 2,96 = 544640 [m3/a]
2.3 Organiczne odpady komunalne:
Qbio kom = Qkom · Qr [m3/a]
gdzie:
Qr - udział frakcji organicznej w odpadach komunalnych; Qr = 36%
Qbio kom = 544640 · 36% = 196070 [m3/a]
Organiczne odpady komunalne po uwzględnieniu wskaźnika efektywności segregacji odpadów komunalnych:
Qbio*kom = Qbio kom · Ek
gdzie:
Ek - wskaźnik efektywności segregacji odpadów komunalnych; Ek = 40%
Qbio*kom = 196070 · 40% = 78428,2 [m3/a]
2.4 Ilość odpadów przemysłowych:
Qprzem = 130 000 [m3/a]
2.5 Organiczne odpady przemysłowe:
Qbio przem = Qprzem · Qr
gdzie:
Qr - udział frakcji organicznej w odpadach przemysłowych; Qr = 30 %
Qbio przem = 130 000 · 30% = 39000 [m3/a]
Organiczne odpady przemysłowe po uwzględnieniu wskaźnika efektywności segregacji odpadów przemysłowych:
Qbio*przem = Qbio przem · Ep
gdzie:
Ep - wskaźnik efektywności segregacji odpadów przemysłowych; Ep = 90%
Qbio*przem = 39000 · 90% = 35100 [m3/a]
2.6 Osady ściekowe:
Qos.śc. = 11200 [m3/a]
Qbio = Qbio*kom + Qbio*przem + Qos.śc.
Qbio = 78428,2 + 35100 + 11200 = 124728,2 [m3/a]
2.7 Dobowa produkcja kompostu:
Qd = · k1
gdzie:
250 - liczba dni pracy przy 5 - dniowym tygodniu pracy
k1 - współczynnik nierównomierności; k1 = 1,30
Qd = 124728,2/250· 1,30 = 648,58 [m3/d]
2.8 Przepustowość zasobni na odpady komunalne i przemysłowe:
Vzas = (Qd - Qos.śc.) · 7 = (648,58 - 44,81· 1,3) · 7 = 4132,4 [m3]
Vzas* = 1,5 · Vzas = 1,5 · 4132,4 = 6198,6[m3]
2.9 Obliczenie przepustowości rozdrabniarki:
Rv = Qd - Qos.śc. = 648,58 - 58,24= 590,34 [m3/d] →
przepustowość na zmianę roboczą :Rv = 590,34/8= 73,8 [m3/h]
2.10 Pole pryzmowe
Na pole pryzmowe trafia kompost po I° kompostowania (jego ilość jest więc mniejsza).
- Ilość kompostu na polu pryzmowym:
Gp = 33%Qd
Gp = 33% · 648,58 = 214,03 [m3/d]
- Sumaryczna długość pryzm:
L =
gdzie:
tp - czas kompostowania odpadów na polu pryzmowym; tp = 90 dni
a, b - wymiary podstaw pryzmy; a = 6 m, b = 2 m
h - wysokość pryzmy; h = 1,5 m
L = 2· 214,03· 90 / (6+ 2) · 1,5 = 3210,45 [m]
Przyjęto długość jednej pryzmy 60[m]
- Powierzchnia placu pryzm;
Ap = K · ( - a · L)
gdzie:
K - współczynnik zwiększający powierzchnię placu pryzmowego; dla dużych kompostowni
(obsługujących > 80 tys. mieszkańców) K = 2,5 ÷ 3,0; przyjęto K = 3,0
Ap = 3 · (2 · 214,03 · 90 / (6+2) · 1,5 - 6 · 3210,45) = 19262,7 [m2]
2.11 Składowisko substancji balastowych
- Ilość balastu wysegregowanego z odpadów komunalnych i przemysłowych przed komorą statyczną lub dynamiczną:
Gb1 = 20% (Qd - Qos.śc.)
Gb1 = 15% · (648,58 - 58,24) = 88,551[m3/d]
- Masa balastu (przy założeniu gęstości balastu ρ = 0,6 [Mg/m3]):
Gb1(m) = Gb1 · ρ = 88,551 · 0,6 = 53,13 [Mg/d]
- Ilość balastu wysegregowanego z odpadów po komorze statycznej lub dynamicznej:
Gb2 = 10% Gp
Gb2 = 10% · 214,03 = 21,40 [m3/d]
- Masa balastu (przy założeniu gęstości balastu ρ = 0,6 [Mg/m3]):
Gb2(m) = Gb2 · ρ = 21,40 · 0,6 = 12,84 [Mg/d]
Gb = Gb1 + Gb2 = 53,13 + 12,84 = 65,97 [Mg/d]
- Objętość substancji balastowej:
Vsb = · tg
gdzie:
tg - czas przetrzymywania balastu; tg = 1 doba
Vsb = 65,97/0,6 · 1 = 109,95[m3]
- Powierzchnia placu składowania substancji balastowej
Zakładamy, że balast składowany będzie w formie stożka o wysokości h = 3m
Vsb = r2 · h
109,95 = r2 · 3
r2 = 109,95/ ·2 (2 - współczynnik bezpieczeństwa)
2r2 = 220
r = 5,9 [m]
2.12 Niezbędne środki transportowe:
- Pojemność skrzyni ładunkowej 18,5 [m3]
- Liczba kursów pojazdu:
n = = 109,95/18,5 = 5,9
Przyjęto 6 kursów śmieciarki
2.13 Liczba komór statycznych (wariant I)
- Wymiary komory (wg producenta): 10 x 5 x 4 [m], co daje objętość całkowitą komory
V = 200 [m3]
Objętość robocza : Vr = 80%V
Vr = 80% · 200 = 160 [m3]
- Odpady kierowane do komory:
Qbio = Qd - Gb1
Qbio = 648,58 - 88,551 = 560,03 [m3/d]
Odpady przetrzymywane będą w komorze przez 7 dni:
Qbio(7) = Qbio · 7 = 560,03 · 7 = 3920,21[m3]
- Liczba komór:
n = = 3920,21/160 = 24,5
Przyjęto 25 komór + 1 rezerwową
2.14 Liczba komór dynamicznych( wariant II)
- Wymiary komory ( wg producenta): 3,64 x 36 [m], co daje objętość całkowitą V = 374,43 [m3]
Objętość robocza: Vr = 80%V
Vr = 80% · 374,43 = 299,59 [m3]
- Ilość odpadów kierowanych do komory:
Qbio = Qd - Gb1
Qbio = 648,58 - 88,551 = 560,03 [m3/d]
Czas przetrzymywania t = 3 doby
Qbio(3) = Qbio · 3 = 560,03 · 3 = 1680,1 [m3/d]
- Liczba komór
n = = 1680,1/299,55= 5,6
Przyjęto 6 biostabilizatorów + 1 rezerwowy
3. TABELARYCZNE ZESTAWIENIE DANYCH :
|
STAN AKTUALNY |
STAN PERSPEKTYWICZNY |
LICZBA MIESZKAŃCÓW |
260000 |
264000 |
MASA SUBS. ORGAN. W STRUMIENIU ODPADÓW KOMUNALNYCH |
36747,36 |
122267,9 |
MASA ODPADÓW BIODEGRADOWANYCH Z SEKTORA PRZEMYSŁOWEGO |
21900 |
26136 |
MASA OSADÓW ŚCIEKOWYCH |
58424 |
111186 |
PRZEPUSTOWOŚĆ KOMPOSTOWNI |
608,77 |
1349,87 |
LICZBA KOMÓR |
22+1 |
51+1 |
LICZBA BIOSTABILIZATORÓW |
5+1 |
12+1 |
POWIERZCHNIA PLACU PRYZMOWEGO [ha] |
1,81 |
4,0 |
POWIERZCHNIA PLACU SUBSTANCJI BALASTOWYCH |
258,22 |
453,28 |
LICZBA KURSÓW WYWOZOWYCH BALASTU |
7 |
12 |
CAŁKOWITA POWIERZCHNIA KOMPOSTOWNI |
|
|