POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA rok akademicki 2008/2009

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA

I INŻYNIERII ŚRODOWISKA

PROJEKT NR 1

Z PRZEDMIOTU „TECHNIKI PRZERÓBKI ODPADÓW”

Temat: „PROJEKT KONCEPCYJNY KOMPOSTOWNI ODPADÓW”

Wykonały:

Agnieszka Kończak

Urszula Kot

gr. 501 L01

I. CZĘŚĆ OPISOWA:

1. Dane ogólne:

1.1.Cel i zakres opracowania :

Projekt ma na celu opracowanie 2-stopniowej kompostowni odpadów pochodzących z odpadów komunalnych i przemysłowych oraz osadów ściekowych dla powiatów sandomierskiego i staszowskiego dla stanu aktualnego na rok 2008 oraz perspektywicznego - 2028. Projekt obejmuje koncepcję kompostowni statycznej typu Mut-Dano i dynamicznej - Mut -Herhof. Inwestycję taką wymuszają obowiązujące krajowe i unijne normatywy prawne oraz światowe tendencje w gospodarowaniu odpadami.

Podstawę opracowania stanowi mapa sytuacyjno - wysokościowa terenu w skali 1: 10 000.

2 . Charakterystyka terenu objętego inwestycją:

Terenem objętym inwestycją są powiaty: sandomierski i staszowski.

• Powiat sandomierski :

Powierzchnia powiatu wynosi 676 km². Powiat stanowi wschodnią część województwa świętokrzyskiego. Sąsiaduje na północy i zachodzie z powiatem opatowskim, na wschodzie z powiatem stalowowolskim i ziemskim tarnobrzeskim, na południu ze staszowskim.

W skład powiatu sandomierskiego wchodzi sześć gmin wiejskich: Dwikozy, Klimontów, Łoniów, Obrazów, Samborzec i Wilczyce, dwie gminy miejsko-wiejskie Zawichost i Koprzywnica oraz miasto Sandomierz. Miejscowości w powiecie jest 210, sołectw 184.

• Powiat staszowski:

Powierzchnia powiatu staszowskiego zajmuje 92,484 ha(7,9% powierzchni woj. świętokrzyskiego). Powiat staszowski położony jest w południowo-wschodniej części województwa świętokrzyskiego. W skład powiatu wchodzi 8 gmin. Są to: miasto i gmina: Staszów, Osiek i Połaniec oraz gminy Bogoria, Łubnice, Oleśnica , Rytwiany i Szydłów.

2.1. Zaludnienie terenu objętego inwestycją:

Dla celów projektowych przyjęto liczbę ludności dla powiatu sandomierskiego i staszowskiego równą 163 250 ( dane podane w karcie projektowej) - stan aktualny . Dla obliczeń stanu prognozowanego biorąc pod uwagę przyrost naturalny i migracje ludności na danym terenie w projekcie przyjmujemy, że liczba ludności zamieszkująca te powiaty w roku 2028 wyniesie ogółem 187 738.

2.2. Struktura zabudowy :

Powiat sandomierski jest jednym z 13 powiatów tworzących województwo świętokrzyskie o charakterze typowo rolniczym, liczy 676 km² i obejmuje zasięgiem 9 gmin, w których jest 212 miejscowości zamieszkałych przez 86 500 osób.

Użytki rolne zajmują 55 099 ha, w tym grunty orne 38 553 ha, co stanowi 50,5 % powierzchni, trwałe użytki zielone 5810 ha, tj. 10,5 %, sady 10736 ha, tj. 19,5 %. Ewidencyjna liczba gospodarstw rolnych w powiecie wynosi 12 237, w których zatrudnionych jest 46 539 rolników. Średnia powierzchnia gospodarstwa wynosi 4,5 ha. Powiat sandomierski ze względu na wysoka klasę gleb charakteryzuje się niską lesistością. Lasy zajmują 7,5% ogólnej powierzchni. Pod względem produkcji owoców powiat sandomierski zajmuje II miejsce w kraju, ustępując tylko powiatowi grójeckiemu. Powiat sandomierski posiada dobrą jakość gleb, gdzie 78,8% zajmują gleby od I

do III klasy. Należą do nich czarnoziemy, lessy i mady w dolinie Wisły. Natomiast gleby V i VI klasy stanowią zaledwie 6,2% w strukturze bonitacyjnej.

Powiat staszowski również jest regionem typowo rolniczym z drobnym przemysłem, opartym głównie na warsztatach rzemieślniczych i manufakturach. Powiat staszowski położony jest w południowo-wschodniej części województwa świętokrzyskiego. Zajmuje powierzchnię 92,484ha(7,9% powierzchni woj. świętokrzyskiego), zamieszkuje go 77 468 osób co stanowi 5,8% ludności województwa. W skład powiatu wchodzi 8 gmin. Są to: miasto i gmina: Staszów, Osiek i Połaniec oraz gminy Bogoria, Łubnice, Oleśnica, Rytwiany i Szydłów. Miasta zajmują łącznie powierzchnię 6,353 ha, w tym: m. Staszów 2,890 ha, m. Osiek 1,744ha i m. Połaniec 1,719ha.

W strukturze użytkowania ziemi dominują użytki rolne, które zajmują (wg. Spisu Rolnego 2002r.) 54,2% powierzchni ogólnej gruntów powiatu. Powierzchnia lasów, gruntów leśnych, zadrzewień i zakrzaczeń wynosi 28% ogólnej powierzchni gruntów.

Znaczną część gleb powiatu staszowskiego stanowią piaski zalegające głównie w dorzeczu rzeki Czarnej Staszowskiej i Wschodniej.

 

Poziom skanalizowania powiatu staszowskiego i sandomierskiego dla stanu:

• aktualnego przyjmujemy na poziomie 30%

• perspektywicznego przyjmujemy na poziomie 60%

2.3. Przemysł

• W gospodarce powiatu sandomierskiego dominują:

1. przemysł materiałów budowlanych i mineralnych:

-Pilkington Polska Sp. z o.o. w Sandomierzu,

-Pilkington Automotive Poland Sp. z o.o.w Sandomierzu,

- Schollglas Polska Sp. z o.o. Oddział w Sandomierzu,

- Zakłady Przetwórcze Surowców Chemicznych i Mineralnych „Piotrowice” Sp. z o.o. w Piotrowicach, gm. Zawichost,

- Przedsiębiorstwo Robót Drogowych „DROKAM - PIASECZNO” w Piasecznie, gm. Łoniów,

2. przemysł rolno-spożywczy:

- Przedsiębiorstwo Produkcji Spożywczej „SANFOOD” w Sandomierzu,

- Zakłady Przemysłu Owocowo Warzywnego S.A. „Dwikozy” w Dwikozach,

- Firma Handlowo-Produkcyjno-Usługowa „Tarkowski” w Dwikozach,

- Przedsiębiorstwo Produkcyjno Handlowe „RÖMHILD” Sp. z o.o. w Dwikozach,

- MEGAWITA w Górach Wysokich gm. Dwikozy,

- Zakład Przetwórstwa Owoców „SAMBOR” Sp. z o.o. w Samborcu,

- Przedsiębiorstwo Produkcyjno-Handlowo-Usługowe „JABTAR” w Chodkowie Starym gm. Łoniów,

3. usługi komunikacyjne, transportowe i inne - zlokalizowane głównie w Sandomierzu.

Nie występuje działalność przemysłowa o szczególnej uciążliwości dla środowiska.

• W gospodarce powiatu staszowskiego występuje:

- Elektrownia im. T. Kościuszki S.A w Połańcu

- Kopalnia i Zakład Chemiczny Siarki „Siarkopol”

2.4. Osady z oczyszczalni ścieków:

Na terenie powiatu sandomierskiego funkcjonuje 11 oczyszczalni ścieków komunalnych (trzy w Sandomierzu, po dwie w Dwikozach, Zawichoście i Klimontowie oraz w Koprzywnicy i Samborcu) o łącznej dobowej przepustowości ok. 10 tys. m³/d. Większość oczyszczalni posiada spore rezerwy, bowiem średnie obciążenie waha się od 61 % (Samborzec) do 23 % (Klimontów), a obiekt w Zawichoście wykorzystuje ok. 32 % możliwości. Oprócz oczyszczalni ścieków komunalnych funkcjonuje 12 oczyszczalni przyzakładowych w tym 5 ścieków burzowych. ścieków mechaniczno - biologiczna. Trzy gminy powiatu( Łoniów, Obrazów, Wilczyce ) nie posiadają oczyszczalni ścieków.

Ścieki bytowo-gospodarcze ze skanalizowanych miejscowości powiatu staszowskiego odprowadzane są kolektorami do 9-ciu istniejących oczyszczalni ścieków(Staszów, Bogoria, Oleśnica, Osiek, Połaniec, Rytwiany, Szydłów)

3. Charakterystyka odpadu z terenu objętego inwestycją

3.1. Wskaźniki nagromadzenia

Na teren kompostowni trafiają:

• odpady komunalne:

- w stanie aktualnym do kompostowni trafia 242061 [m³/a] odpadów komunalnych.

- w perspektywie, w związku ze zmianą przyrostu ludności i zwiększeniem jednostkowego objętościowego wskaźnika nagromadzenia odpadów, ilość odpadów komunalnych kierowanych na teren kompostowni będzie wynosić 324058 [m ³/a].

• odpady przemysłowe:

- w stanie aktualnym do kompostowni trafia 40006 [Mg/a] odpadów przemysłowych

- w przyszłości trafiać będzie 44007 [Mg/a].

• osady z oczyszczalni ścieków:

- w stanie aktualnym do kompostowni trafia 6730,75 [m³ /a] osadów ściekowych,

- w perspektywie w związku z rozbudową sieci kanalizacyjnej ilość osadów ściekowych kierowanych do kompostowni wzrośnie i będzie wynosić 6058 [m³/a].

3.2. Skład morfologiczny

W Krajowym Planie Gospodarki Odpadami przyjęto wielkości wytwarzanych odpadów komunalnych dla obszarów miejskich i wiejskich dla powiatu sandomierskiego w podziale na 18 strumieni rodzajowych, co przedstawia poniższa tabela .

Lp.	rodzaj odpadów	ilości w kg/mieszkańca/rok
				miasto	wieś
1.	Odpady kuchenne ulegające biodegradacji	90,20	22,11
2.	Odpady zielone	10,00	4,16
3.	Papier i tektura (nieopakowaniowe)	28,62	10,64
4.	Opakowania z papieru i tektury	41,52	15,43
5.	Opakowanie wielomateriałowe	4,66	1,73
6.	Tworzywa sztuczne (nieopakowaniowe)	48,27	21,03
7.	Opakowania z tworzyw sztucznych	15,53	6,77
8.	Tekstylia	12,10	4,65
9.	Szkło (nieopakowaniowe)	2,00	1,00
10.	Opakowania ze szkła	28,12	18,89
11.	Metale	12,79	4,55
12.	Opakowania z blachy stalowej	4,57	1,63
13.	Opakowania z aluminium	1,33	0,47
14.	Odpady mineralne	14,30	13,25
15.	Drobna frakcja popiołowa	46,70	40,28
16.	Odpady wielkogabarytowe	20,00	15,00
17.	Odpady budowlane	40,00	40,00
18.	Odpady niebezpieczne	3,00	2,00
Razem		423,71	223,59

4. Charakterystyka terenu pod projektowaną kompostownię

Kompostownia będzie się znajdować na terenie gminy Wilczyce w pobliżu miejscowości Gołkowice.

Teren pod kompostownie wybrano ze względu na bliskie sąsiedztwo składowiska odpadów w Bugaju.

Gmina Wilczyce położona jest we wschodniej części Wyżyny Kielecko-Sandomierskiej w dolinie rzeki Opatówki, w pasie urodzajnych gleb lessowych. W układzie administracyjnym zlokalizowana jest w północnej części obecnego powiatu sandomierskiego w bliskim sąsiedztwie Sandomierza. Powierzchnia gminy liczy około 70 km² i zamieszkuje ją 4200 mieszkańców w 16 sołectwach. Jest to gmina wybitnie rolnicza, pozbawiona przemysłu. Użytki rolne stanowią blisko 90% ogólnego areału, z czego 87% to gleby w klasach od I do III. Bardzo dobre gleby, malowniczy krajobraz, brak uciążliwego przemysłu oraz bliskość historycznego Sandomierza - to bezsprzeczne atuty gminy Wilczyce w zakresie produkcji warzyw i rozwoju agroturystyki. Połowa wsi w gminie ma wodociągi i sieć gazową.

4.1. Lokalizacja kompostowni.

Teren wybrany pod kompostownie odpadów znajduję się na obszarze gminy Wilczyce w pobliżu miejscowości Gołkowice. Jest on zaprojektowany z uwzględnieniem wymaganych warunków lokalizacji. Kompostownia odpadów usytuowana jest na glebach V klasy bonitacyjnej stanowiącej nieużytki rolne. Przy lokalizacji kompostowni wzięłyśmy pod uwagę bliskie sąsiedztwo składowiska odpadów-znajdującego się w Bugaju. W pobliżu nie znajdują się tereny zalewowe, obiekty rekreacyjne, tereny lecznicze, ważne trasy komunikacyjne, plantacje sadownicze.

Kompostownia jest tak zaprojektowana, przygotowana i urządzona by szkodliwe substancje z odpadów nie mogły przedostać się do środowiska w ilościach większych niż przewidują to przepisy. Szczególną uwagę zwraca się na zabezpieczenie wody gruntowej pod obiektami, jak również na stateczność korpusu.

4.2. Budowa geologiczna i ocena jakości gruntu, warunki hydrogeologiczne.

• Zarys budowy geologicznej:

Gmina Wilczyce leży w obrębie Wyżyny Sandomierskiej.

Wyżyna Sandomierska ma jako fundament podłoża geologicznego utwory starszego paleozoiku Gór Świętokrzyskich, ale w części wschodniej przykryte są one ponadto osadami morskiej transgresji. Na całej wyżynie zalega znacznej miąższości pokrywa lessowa (miejscami o grubości ponad 30 m), co sprawia, że powierzchnia terenu jest dosyć płaska, choć rozciągnięta przez systemy dolinne dopływów Kamiennej-Kamionki i Świśliny oraz siecią charakterystycznych wąwozów lessowych, świadczących o podatności tych osadów na procesy erozji wodnej.

Wyżyna Sandomierska zajmuje powierzchnię około 1 140 km² i pokryta jest lessowymi utworami, a te z kolei urodzajnymi glebami nalessowymi należącymi do klasy brunatnoziemów (lessowych gleb brunatnych), a miejscami do czarnoziemów (najlepsze odmiany czarnych ziem i mad) zaliczanych do najlepszych klas bonitacyjnych gruntów.

• Ocena jakości gruntów:

Na terenie gminy Wilczyce występują bardzo dobre i dobre gleby wysokich klas bonitacyjnych, gdzie 87% użytków rolnych sklasyfikowanych jest w klasach od I do III. W klasie IV sklasyfikowanych jest zaledwie 4,5% gleb. Pod względem geologicznym i hydrogeologicznym rejon Wilczyce-Bugaj położony jest na wschodnim obrzeżu Gór Świętokrzyskich , gdzie występują utwory trzecio- i czwartorzędowe. W strukturze bonitacyjnej gleby I i II klasy zajmują 34131 ha, co stanowi 50,5 % powierzchni, III klasy 10814 ha, tj. 16 %, IV klasy 11154 ha, tj. 16,5 %, a V i VI klasy 11490 ha - jest to 17 %.

Utwory czwartorzędowe reprezentowane są przez lessy i gliny o miąższości 20-30 m oraz piaski średnioziarniste o miąższości kilkunastu metrów. Natomiast utwory trzeciorzędowe wykształcone są jako piaski kwarcowe drobnoziarniste oraz mułki i mułowce.

• Warunki hydrogeologiczne:

Cały obszar gminy znajduje się w zlewni II-go rzędu rzeki Opatówki, będącej dopływem rzeki Wisły. Od strony północnej do rzeki Opatówki wpływają: ciek od Lisowa, i ciek o Wilczyc, zaś od strony południowej ciek od Kleczanowa. Pod względem hydrogeologicznym obszar gminy Wilczyce najlepiej został rozpoznany w miejscowościach: Doromin, Bugaj, Wilczyce i Radoszki. Ogółem odwiercono 6 studni głębinowych, w których przeprowadzono badania hydrogeologiczne. Spośród nich 5 jest czynnych. Na terenie gminy znajduje się również sieć studni kopanych, w których nie wykonano żadnych podstawowych pomiarów i nie ustalono profilu geologicznego.

Studnie głębinowe odwiercone na obszarze gminy Wilczyce ujmują wody podziemne, głównie z utworów trzeciorzędowych i czwartorzędowych. Trzeciorzędowe piętro wodonośnie stwierdzone zostało w dwóch otworach studziennych a jakość tych wód pod względem fizyko-chemicznym i bakteriologicznym, nie budzi zastrzeżeń. Jeżeli chodzi o poziom wód czwartorzędowych, ze względu na miąższość tych utworów, wody tego poziomu są podstawowym źródłem zaopatrzenia tego regionu w wodę. Warstwę wodonośną stanowi seria utworów piaszczysto-żwirowych a jej miąższość wynosi od kilku do kilkudziesięciu metrów. Płytko zalegające wody narażone są na zanieczyszczenia zarówno w wyniku intensywnego stosowania środków ochrony roślin, jak również innych zanieczyszczeń, z powodu braku oczyszczalni ścieków. Gospodarka ściekowa na terenie gminy jest nieuporządkowana a większość ścieków odprowadzana jest do przydomowych szamb, które w miarę potrzeb opróżniane są przez wozy asenizacyjne.

4.3. Warunki klimatyczne

Kompostownia mamy zamiar wykonać na obszarze powiatu sandomierskiego. Teren ten stanowi wschodnią część lessowej wyżyny, jest obszarem ciepłym. Wynika to zarówno ze średnich rocznych temperatur powietrza wynoszących 8°C, jak też najcieplejszego miesiąca :18°C i najchłodniejszego miesiąca: 2,7°C. Długość okresu bez przymrozków wynosi tu średnio 170 dni, a liczba dni mroźnych od 46 do 51.

Okres wegetacyjny obejmujący dni o temperaturze średniej dobowej powyżej 5°C wynosi średnio 213 dni, i jest zbliżony do długości tego okresu w Kotlinie Sandomierskiej i zachodniej części Wyżyny Lubelskiej.

Średnie roczne sumy opadów mieszczą się w granicach 550 - 600 mm i są wyższe jedynie w południowo- zachodniej części. Opady przeważają w półroczu letnim. Maksimum opadów przypada na lipiec, a minimum na luty. Najwyższe sumy opadów (około 800 mm) wiążą się ze zboczem i doliną Wisły, wzdłuż której ciągnie się, aż do Zawichostu, szlak gradowy związany z częstymi w półroczu ciepłym katastrofalnymi gradobiciami.

Przeważają słabe i łagodne wiatry (0-5m/s) głównie z kierunku zachodniego (około 50% wiatrów corocznych). Urozmaicona rzeźba wyżyny ma wpływ także na kształtowanie klimatu lokalnego, czyli warunków panujących na przykład w głęboko wciętych dolinach czy też różnice w nagrzewaniu różnie nachylonych powierzchni stoków. Częstym zjawiskiem jest inwersja termiczna, odznaczająca się znacznym spadkiem temperatur w dolinach i wąwozach oraz zróżnicowanie termiczne i wilgotnościowe zboczy południowych, które są ciepłe i suche oraz przeciwległych - chłodnych i wilgotnych.

5.Ogólne omówienie przyjętych wariantów koncepcji technologicznej kompostowni.

5.1 Wariant pierwszy kompostowanie metodą statyczną Mut-Herhof.

Technologia ta wymaga zastosowania mieszarki i rozdrabniarki przed składowaniem odpadów. Bioreaktor może być zbudowany z prefabrykatów żelbetowych lub monolityczny. Ma on kształt prostopadłościennej komory otwartej tylko z jednego boku. Podstawowe wymiary bioreaktora wynoszą:

- wysokość 4,0 m

- szerokość 5,0 m

- długość 10,0 m

W bioreaktorze znajduje się podwójna podłoga tzn. na stalowych podkładkach zamontowana jest perforowana, stalowa podłoga pod którą znajduje się rynna odprowadzająca odcieki do specjalnej instalacji. Załadunek i rozładunek odbywa się ładowarką. W suficie komory znajdują się dwa otwory ,w których zamontowana jest instalacja odpowietrzająca bioreaktor , przewody odprowadzające powietrze do zespołu kondensatorów i filtra , a następnie do atmosfery. Woda z odcieków i kondensacji jest oczyszczana i recyrkulowana do procesu lub kierowana do sieci kanalizacyjnej. Hermetyczne drzwi oraz półdrzwi zapewniają prawidłowość procesów napełniania i tlenowego rozkładu substancji organicznych.

Cała komora łącznie z drzwiami jest izolowana termicznie co zapewnia utrzymanie założonej temperatury. Każdy z bioreaktorów, podłączony jest do wymiennika ciepła, wentylatorów ssąco - tłoczących , chłodnicy, urządzenia pomiarowego zawartości CO₂ , O₂ , poziomu ciśnienia i temperatury. Wszystkie urządzenia są podłączone do systemu sterującego przez co mamy możliwość monitorowania procesu rozkładu.

Zalety metody:

• brak wydobywania na zewnątrz uciążliwych zapachów,

• rozwiązany jest problem wód odciekowych,

• gwarantowana higienizacja,

• uniezależnienie od warunków pogodowych i klimatycznych,

• optymalne sterowanie i bilansowanie procesu.

5.2 Kompostowanie metoda Mut-Dano

Proces technologiczny składa się z 2 podstawowych etapów:

- Etap 1 procesu odbywa się w zamkniętym cylindrycznym biostabilizatorze. Zachodzi w nim szybkie zapoczątkowanie procesu tlenowego rozkładu frakcji organicznej dostarczonych odpadów. Procesowi temu towarzyszy rozdrobnienie odpadów i ich homogenizacja, a także częściowa higienizacja i suszenie. Rozdrobnienie odpadów i ich homogenizacja tworzą tzw. funkcję mechaniczną biostabilizatora. Procesy rozkładu tlenowego oraz częściowa higienizacja odpadów składają się na tzw. biologiczną funkcję biostabilizatora.

- Etap 2 kompostowania odbywa się na placu pryzmowym gdzie następuje dojrzewanie kompostu grzejnego. Etap ten trwa ok. 10-12 tygodni i ulega zakończeniu z chwilą gdy intensywność procesu rozkładu składników organicznych przez drobnoustroje obniży się w wyniku wyczerpania związków organicznych. W celu zapewnienia korzystnych warunków aerobowych pryzmy muszą być napowietrzane ( przerzucane co najmniej 4 razy w miesiącu lub częściej).Napowietrzać możemy przez wtłaczanie powietrza ale wówczas unoszą się odory. Lepszą metodą jest zasysanie powietrza.

Biostabilizator wykonany jest w postaci stalowego zamkniętego cylindra o średnicy 3,64 m oraz długości 36 m. Biostabilizator wyposażony jest w urządzenie umożliwiające jego załadunek i rozładunek, oraz instalacje przewietrzania i nawilżania. Czas przebywania odpadów w biostabilizatorze 1-3 dni.Zasadniczymi wielkościami decydującymi o właściwym spełnieniu przez pracujący biostabilizator funkcji mechanicznej są: prędkość obrotowa, prędkość robocza.

Zalety metody:

• prosta i stabilna konstrukcja,

• bezawaryjna praca, nie wymagająca skomplikowanych zabiegów konserwacyjnych,

• mała ilość zmian kierunku przepływu odpadów,

• cały proces zautomatyzowany,

• duża odporność na korozję,

• zmniejszona uciążliwość zapachowa dla otoczenia. bardzo dobre warunki BHP

Wady:

• energochłonna.

6. Omówienie ciągów technologicznych

6.1. Wariant I

Proces kompostowania w systemie MUT-HERHOF przebiega w następujących fazach:

• Dostarczanie odpadów
  Wyselekcjonowane bioodpady przywożone są do kompostowni samochodami z obracającym się bębnem, a zielone - ogrodowe samochodami kontenerowymi.

• Przygotowanie materiału
  Za pomocą chwytaka dźwigowego, zamontowanego na samochodzie, przywieziony materiał podawany jest do szybkoobrotowej rozdrabniarki, która rozdrabnia gałęzie na sieczkę i miesza homogenizując materiał. Zalecany stosunek wagowy bioodpadów do materiału strukturalnego wynosi 3:1. W przypadku kompostowania z dodatkiem osadu ściekowego stosunek ten powinien być następujący: osad-bioodpad-materiał strukturalny 1:0,5:1.

• Kompostowanie intensywne
  Przygotowany materiał wsadowy za pomocą samojezdnej ładowarki podawany jest do wnętrza bioreaktora. Proces rozkładu biologicznego odbywa się w ciągu 7-10 dni w wyniku sterowanego przewietrzania masy kompostowej. W czasie tego procesu następuje redukcja masy o 35-45% i higienizacja w temperaturze do 70^oC.

Dzięki hermetyzacji możliwe jest bardzo precyzyjne regulowanie przebiegu procesu, a zwłaszcza dostaw tlenu. Przepływające przez masę kompostową powietrze zostaje nagrzane i nasycone parą wodną. Wychodząc z bioreaktora, przechodzi przez wymiennik ciepła, który w obniżonej temperaturze spełnia również rolę podgrzewacza powietrza wprowadzanego do reaktora. Skondensowana woda ma skład zbliżony do ścieków domowych, może więc być odprowadzana do kanalizacji. Natomiast woda wydzielana z biomasy jest zawracana z powrotem do komory. Na zakończenie procesu następuje intensywne przewietrzanie komory bioreaktora - schładzanie i przesuszenie kompostu.

• Dojrzewanie kompostu

Proces dojrzewania trwa 3-4 miesięcy. W tej fazie zapotrzebowanie na tlen jest już niewielkie, co umożliwia składowanie kompostu w pryzmach nawet do 2-3 m wysokości. Dojrzewanie może być statyczne lub dynamiczne. Niezbędna powierzchnia placu dojrzewania 400 m2/1 bioreaktor.

• Waloryzacja kompostu
  Przed sprzedażą lub paczkowaniem dojrzały kompost zostaje przesiany przez sito bębnowe o oczkach 15-25 mm. Pozostałość nadsitowa zostaje zużyta jako powtórny materiał strukturalny.
  Parametry techniczne bioreaktora:

• waga masy wsadowej 3,6 ton (maks.),

• pojemność bioreaktora 60 m³,

• czas przetrzymywania w bioreaktorze 7-10 dni,

• ilość załadunków w roku ok. 38,

• ilość materiału wsadowego ok. 2330 m³/rok,

• ilość uzyskiwanego kompostu (gęstość ok. 0,6 ton/m³) ok. 1400 ton/rok,

• dyspozycyjność 50 tygodni/rok,

• redukcja masy 35-45% wagowo.

Zaletą kompostowania systemem HERHOF jest możliwość stopniowej rozbudowy poprzez zwiększenie ilości bioreaktorów w miarę wzrostu efektywności selektywnej zbiórki bioodpadów i biomasy.

6.2. Wariant II

Proces kompostowania w systemie DANO przebiega w następujących fazach:

• Wstępne kompostowanie

Wstępne kompostowanie sterowane w biostabilizatorze - bębnie obracającym się z prędkością 0,6-0,8 obr./min wyposażonym w instalacje przewietrzania. W biostabilizatorze następuje: selektywne rozdrabnianie odpadów, homogenizacja, zainicjowanie procesu rozkładu biochemicznego oraz wstępna higienizacja materiału. Czas przetrzymywania odpadów ok. 30 godz., maks. 48 godz.

• Oczyszczanie kompostu

Biostabilizator zakończony jest sitem bębnowym lub wielokątnym o prześwicie oczek 60-65 mm. Materiał kompostowy poddawany jest dwustopniowemu przesiewaniu - raz na ww. sicie, a drugi raz na sicie wibracyjnym o oczkach 20-25 mm. Ostatnim elementem jest oddzielacz przenośnikowo-odbiciowy, na którym oddzielane są drobne elementy twarde (szkło, kamienie, ceramika). Materiał kompostowy przemieszczany jest za pomocą przenośników taśmowych, które współpracują z separatorem elektromagnetycznym eliminującym złom żelazny.

• Zasadniczy proces kompostowania
  Zasadniczy proces kompostowania odbywa się w pryzmach na placu kompostowym o ulepszonej nawierzchni. W czasie procesu trwającego w zależności od warunków klimatycznych 6-12 tygodni materiał kompostowy jest przerzucany za pomocą specjalnych maszyn napowietrzających.

• Uszlachetnianie kompostu
  Uszlachetnianie polega na ponownym przesianiu masy kompostowej na sicie wibracyjnym o oczkach 8-15 mm i ponownym oczyszczaniu ze szkła i części twardych. Kompostowanie systemu DANO ma wady i zalety. Wadą jest, że ciągi technologiczne przystosowane są do przerobu odpadów zmieszanych, stąd ograniczone zastosowanie kompostu np. do rekultywacji hałd górniczych, zaletą - że jest właśnie na odpady zmieszane, gdyż w Polsce brak rozwiniętego systemu zbiórki selektywnej, którego wdrożenie wymaga czasu. Odpady kierowane do kompostowni DANO powinny być dostarczane w sposób wybiórczy, tj. z rejonów o największej zawartości w odpadach rozkładalnych składników organicznych.

7. Podsumowanie

W projekcie przeprowadzono obliczenia kompostowni dla dwóch metod kompostowania: Mut - Dano, Mut - Herhof.

Na ich podstawie stwierdziłyśmy, że bardziej zalecaną metodą kompostowania dla powiatów jędrzejowskiego i pińczowskiego jest metoda Mut - Dano. Ponieważ technologia ta jest prosta, posiada stabilną konstrukcję, nie wymaga skomplikowanych czynności konserwacyjnych. Cały proces jest zautomatyzowany, bardzo dobre warunki prac, pełne zmechanizowanie prac. Jest to metoda zmodernizowana i unowocześniona ponieważ nie wymaga urządzeń typu: rozdrabniarka, mieszarka i nie wymaga bezpośredniego kontaktu z odpadami. Proces kompostowania trwa od 1 do3 dni, czyli krócej niż w metodzie Mut -Herhof. Nie ma problemu z magazynowaniem odpadów. Kompostownia, która pracuje tą metodą zajmuje mniej powierzchni, gdyż biostabilizatory mają większą pojemność niż komory statyczne i nie wymagają dodatkowej obsługi. W tym systemie jest znaczne ograniczenie odorów poprzez intensyfikację procesów w biostabilizatorze, jest znaczne skrócenie czasu pozyskiwania kompostu z odpadów.

8. Zestawienie obiektów i elementów zagospodarowania przestrzeni

Na terenie kompostowni zaprojektowano:

• waga samochodowa

Za pomocą wagi można kontrolować masę przyjmowanych odpadów. Znajduje się przy bramie wyjazdowej, naprzeciwko portierni. Dobrano wagę firmy PRECIA MOLEN typ 7ELEM

• portiernia

W budynku tym znajduje się magazyn środków dezynfekcyjnych, pomieszczenie przygotowania roboczego środka dezynfekcyjnego stosowanego w brodziku dezynfekcyjnym oraz pomieszczenie służące do kontroli ważenia samochodu.

• brodzik dezynfekcyjny

Zaprojektowano brodzik dezynfekcyjny o kształcie prostokąta o wymiarach 4 × 10 m i głębokości 0,4 m. Wypełniony jest środkiem dezynfekcyjnym. Przewiduje się wymianę środka dezynfekcyjnego raz w tygodniu. Brodzik znajduje się bezpośrednio na drodze przy bramie wjazdowej na teren kompostowni.

• budynek socjalno-usługowy

W budynku socjalno-usługowym przewidziano pomieszczenia taki jak: podręczne laboratorium, pokój kierownika, szatnia czysta, szatnia brudna, holl, 2 × WC, pokój śniadań, prysznice, magazyn odczynników

• magazyn paliw

Paliwo będzie magazynowane w dwóch specjalnych szczelnych zbiornikach o pojemności 1000 dm³ każdy, co przy uwzględnieniu norm zużycia paliwa przez sprzęt mechaniczny kompostowni, pokrywa zapotrzebowanie paliwa przez okres około 1 miesiąca. Powierzchnia magazynu paliw i smarów wynosi 28 m².

• garaż

• zasobnia

W budynku znajduje się zasobnia w postaci wybetonowanego bunkra o projektowanej pojemności V_z = 186 m³ i V_z = 15 m³ stan perspektywiczny. W budynku znajdują się urządzenia przenośnikowe do transportu odpadów oraz urządzenie chwytakowe.

• Magazyn substancji strukturalnych.

Materiał strukturalny będzie magazynowany w budynku, którego powierzchnia powinna pokryć zapotrzebowanie terenu na 10-cio dniowe składowanie i magazynowanie materiału strukturalnego. Ilość materiału strukturalnego przyjmuję jako 10 % ilości odpadów zgromadzonych przez 10 dni:

• Rozdrabniarka.

• Plac komór statycznych.

W stanie aktualnym na placu znajdują się 4komory Mut-Herhof + 1 rezerwowa, zaś w perspektywie przewidziano 3 komór Mut-Herhof + 1 rezerwowa, w związku z czym zaprojektowano rezerwę powierzchni placu w przyszłości.

Na placu znajdują się urządzenia umożliwiające załadunek i rozładunek odpadów z bioreaktora, instalacje przewietrzania, ogrzewania powietrza i nawilżania odpadów odciekami, instalacje do oddzielania substancji balastowych oraz urządzenia do rozdrabniania i mieszania odpadów.

• Plac komór dynamicznych.

W stanie aktualnym w hali biostabilizatorów znajduje się 1biostabilizatorów + 1 rezerwowy, w perspektywie również przewidziano 1 biostabilizatorów + 1 rezerwowy. W budynku znajdują się urządzenia umożliwiające załadunek i rozładunek odpadów z biostabilizatora, instalacje przewietrzania i nawilżania odpadów oraz instalacje do oddzielania substancji balastowych.

• Pole pryzmowe

Pryzma ma następujące wymiary: długość 50 m, wysokość 1,5 m, szerokość podstawy dolnej 3,0 m i górnej 1,5 m. Powierzchnia placu pryzm wynosi:

• w stanie aktualnym:

obliczona A = 2988 m²;

• w stanie perspektywicznym:

obliczona A = 2649 m²;

• Składowisko balastu

OBLICZENIA DLA STANU AKTUALNEGO

I Odpady komunalne:

Ilość odpadów komunalnych w skali roku:

Q_kom(obj) = LM · v_j [m³/a]

Q_{kom (mas)}= LM · q_j [m³/a]

gdzie:

LM - liczba mieszkańców; LM = 163250 [M]

v_j - jednostkowy obj. wskaźnik nagromadzenia odpadów; v_j = 1,61 [m³/M·a]

q_j- jednostkowy wskaźnik masowy [kg/M·a];

q_j= v_j· ς_n [kg/M·a]= 1,61*173=278,53[kg/M·a];

-w jednostkach objętościowych :

Q_{kom (obj)}= 1632503[M] · 1,61[m³/M·a] = 262832,5 [m³/a]

-w jednostkach masowych :

Q_{kom (mas)}= LM · q_j [m³/a]

Q_{kom (mas)}= 163250[M] · 278,53[kg/M·a]= 45470022,5 [kg/a]=45471 [Mg/a]

Udział frakcji organicznej biodegradowalnej w odpadach komunalnych:

Q_{bio kom} = Q_kom(mas) · Q_{kom bio} [m³/a]

gdzie:

Q_{kom bio} - udział frakcji organicznej w odpadach komunalnych; Q_w = 43,5 [%]

Q_{bio kom} = 45470 [Mg/a]· 0,435= 19779,45[Mg/a]

Ilość frakcji biodegradowalnej pochodzenia komunalnego trafiająca do kompostowni (przy założeniu wskaźnika odzysku na poziomie E_k=10%) wynosi:

Q^*_bio.kom = Q_{bio kom} · E_k

Q*_bio.kom = 19779,45[Mg/a]· 10% = 1977,94[Mg/a]

→w jednostkach masowych :

1977,94 [Mg/a]:0,173[Mg/m³] = 11433,2[m³/a]

(II) Odpady przemysłowe

Z zakładów przemysłowych do unieszkodliwiania kierowane jest

Q_przem=3250 [Mg/a] odpadów. Zakładamy, że w ogólnej masie odpadów przemysłowych odpady ,,bio” przeznaczone do kompostowania stanowią

U_{przem bio}=22,3[%]:

Q _{przem bio} = Q_przem · U_{przem bio}

Q _{przem bio} =3250 [Mg/a]· 0.223 = 724,75[ Mg/a]

Ilość frakcji biodegradowalnej kierowanej do kompostowni przy założeniu wskaźnika efektywności segregacji na poziomie E_p=80% wynosi:

Q^*_{przem bio} = Q _{przem bio} · E_p

Q^*_{przem bio}= 724,75[Mg/a] ·0,8 = 579,8 [Mg/a]

→w jednostkach objętościowych:

Q^*_{przem bio}= 579,8[Mg/a] : 0,6[Mg/m³] =966,33 [m³/a]

(III) Osady z oczyszczalni ścieków

Udział ludności objętej kanalizacją - 30%

Q_ść=LM·30%·0,11=163250·0,3·0,11=5387,25[Mg/a]

0,11 - jednostkowy wskaźnik nagromadzenia osadów ściekowych (0,6-0,11)

W jednostkach objętościowych q=1000 [kg/m³]

Q_ść. = 5387,25:1=5387,25 [m³/a]

2.2.Dobowy bilans substratów do produkcji kompostu

Q_d = · k₁

gdzie:

Q_d=Q_{bio dob} - dobowa ilość odpadów kierowanych do kompostowni [m³/d]

Q_bio- roczna ilość odpadów [m³/a]

k₁ - współczynnik nierównomierności; k₁ = 1,3

250 - liczba dni roboczych przy 5-dniowym tygodniu pracy

Q_bio = Q^*_{.przem bio} + Q^*_{.kom bio +}Q_.ść.=Q_Id+Q_IId+Q_IIId

gdzie:

Q^*_{.przem bio} - ilość odpadów ,,bio” ze strumienia przemysłowych kierowanych do kompostowania

Q^*_{.kom bio} - ilość odpadów ,,bio” ze strumienia komunalnych kierowanych do kompostowania

Q_.ść. - ilość osadów ściekowych

Q_Id =
· k₁

Q_Id =
· 1,25=57,17d]

Q_IId =
· k₁

QIId =
· 1,25=4,83[m3/d]

QIIId =
· k1

Q_IIId =
· 1,25=26,94[m³/d

stąd:

Q_biodob=57,16+4,83+26,94=88,93 [m³/d]

Ilość balastu wysegregowanego z odpadów przed komorą

G_b1=[(Q_{kom bio}+Q_{przem bio}):250·1,25·20%

gdzie:

G_b1 - ilość balastu wysegregowanego przed komorą

G_b1 =62·0,2=12,4 [m³/d]

W przeliczeniu na masę, gdy : ρ_n=0,6 [Mg/m³]

G_b1(mas)= G_b1· ρ_n

G_b1(mas)=12,4[m³/d]· 0,6 [Mg/m³]=7,44 [Mg/d]

Ilość balastu wysegregowanego po Iº kompostowania

G_k(I) =Q_biodop·33%

gdzie:

G_k(I) - dobowa ilość substancji kompostowanej po komorze/biostabilizatorze

(kompost ,,surowy”)

33% - procent objętości wyjściowej, który stanowi objętość kompostu przeznaczonego do dojrzewania na placu pryzm

Zatem ilość kompostu surowego pozyskanego po Iº wynosi:

G_p(1) =88,93·33%=29,35 [m³/d]

Obliczenie balastu po procesowego, który wynosi 15% objętości kompostu surowego

G_b(2) =G_k(I)·15%

gdzie:

G_b(2) - ilość balastu po komorze skądże

G_k(I) - dobowa ilość substancji kompostowej po komorze

G_b(2)=38,23·15%=29,35·0,15=4,4 [m³/d]

W przeliczeniu na masę, gdy : ρ_n=0,6 [Mg/m³]

G_b2(mas)= G_b2· ρ_n

G_p2(mas)=4,4 [m³/d]· 0,6 [Mg/m³]=2,64 [Mg/d]

Dlatego na pola kompostowe w celu dojrzewania trafi kompost surowy uszlachetniony w ilości:

G_k(U)= G_k(I) - G_b(2)=29,35-4,4=24,95 [m³/d]

Po kompostowaniu IIº objętość kompostu wynosi:

- Redukcja objętości kompostu w II stopniu kompostowania wynosi 20%

G_p(II)= G_k(U) - G_k(U) ·0,2

G_p(II)= 24,95 - 24,95 ·0,2=19,96 [m³/d]

Ilość balastu wysegregowanego po IIº kompostowania wynosi 5% objętościowo, dlatego:

G_b(3) = G_p(II)·0,05

G_p(3) = 19,96·0,05=1,0 [m³/d]

W przeliczeniu na masę, gdy : ρ_n=0,6 [Mg/m³]

G_b3(mas)= G_b3· ρ_n

G_p3(mas)=1[m³/d]· 0,6 [Mg/m³]=0,6[Mg/d]

Do magazynu kompostu gotowego trafi:

G_p(II) - G_b(3)=19,96-0,6=19,36 [m³/d]

Sumaryczna ilość balastu

G_bc=G_b(1) + G_b(2) + G_b(3)

G_bc=7,44+2,64+0,6 =10,68 [Mg/d]

W jednostkach objętościowych

G_bc=17,8 [m³/d]

3. DOBÓR WYPOSAŻENIA

3.1. Przepustowość zasobni

W zasobni będą gromadzone odpady komunalne i przemysłowe, nie uwzględnia się osadów ściekowych. Czas maksymalnego przetrzymania odpadów w zasobni przyjęto 2 dni.

V _{odp z} = [(Q_{kom bio}+Q_{przem bio}):_.250]·1,3 ·2

V_{odp z} = 62m³/d]·2[d] =124 [m³]

Założono współczynnik rezerwy objętości równy 1,5 stąd objętość zasobni przyjmujemy:

V_zas= 1,5 · V_{odp z}

V_zas= 1,5·124,10 =186[m³]

3.2 Przepustowość rozdrabniarki

R_v = [(Q_{kom bio}+Q_{przem bio}):_.250]·1,3

R_v= 62 [m³/d]

Przyjmiemy, że rozdrabniarka pracuje w cyklu 8-godzinnym jej przepustowość powinna wynosić:

R_v =
[m³/h] ≈8[m³/h]

3.3. Obliczenie liczby komór statycznych (wariant I )

Ilość odpadów kierowana do kompostowni w ciągu doby

Q_bio.= Q_{bio dob} - G_b1

gdzie:

Q_{bio dob} - dobowa ilość odpadów [m³/d]

G_b1 - balast wysegregowany przed komorą

Q_bio.= 88,93[m³/d] - 12,4[m³/d]=76,53 [m³/d]

Wymiary komory

Długość: a=10,0m

Szerokość: b= 5,0m

Wysokość:c=4,0m

Całkowita objętość jednej komory

V=P_p·h

V= 10·5·4=200[m³]

Przyjęto stopień zapełnienia komory równy 0,8 całkowitej objętości

V_rob=V·80%

V_rob= 200·80%=160[m³]

Czas przebywania odpadów w komorze przyjmujemy 7dni

Ilość odpadów ,,bio” dla 7 dni

Q_bio7=Q_bio · 7

Q_bio7=76,53 · 7=535,71 [m³]

Obliczenie liczby komór Herhofa

Przyjmujemy 4 komory + 1 rezerwowa

Parametry komory dynamicznej

Średnica d=3,64 [m]

Długość l=36,0 [m]

Objętość komory dynamicznej

V_d = π r² l

V_d = π · 3,64² ·36,0= 374,4[m³]

Objętość robocza komory stanowi 80% objętości rzeczywistej

V_rob=V_d · 80%

V_rob= 374,4· 80%=299,5 [m³]

Czas przebywania odpadów w komorze t_b=3[d]

Ilość odpadów ,,bio” w ciągu 3 dób

Q_bio3.= (Q_{bio dob} - G_b1)·3

gdzie:

Q_{bio dob} - dobowa ilość odpadów [m³/d]

G_b1 - ilość balastu wysegregowanego przed komorą

Q_bio3= 76,53 [m³/d] · 3[d]=229,59 [m³]

Liczba biostabilizatorów

n_sta= Q_bio3 :V_rob

n_sta= 229,59 :299,4=0,77

Przyjmujemy 1 biostabilizator + 1 rezerwowy

3.4.Niezbędne środki transportowe do wywozu balastu

Przyjmujemy samochód MERCEDES 2524 z kontenerem o pojemności 20 m³

V=20 [m3]

Objętość balastu V_b=17,8 [m³/d]

Przyjmujemy 1 kurs śmieciarki na dobę

4. OBLICZANIA POWIERZCHNI

4.1.Plac dojrzewania kompostu

t_p=90 dni.

W celu uzyskania optymalnych warunków napowietrzania założono:
- wysokość pryzm h = 1,5 [m]
- szerokość dolnej podstawy pryzmy a = 3 [m]
- szerokość górnej podstawy pryzmy b =1,5 [m]

4.2.Sumaryczna długość pryzm

gdzie:

G_k = G_{k I(U)} - dobowa ilość kompostu trafiającą na pole dojrzewania 24,95 [m³/d]

t _p - czas leżakowania kompostu w pryzmach 90 [d]

h - wysokość pryzm 1,5 [m]

a - szerokość dolnej podstawy pryzmy 3 [m]

b - szerokość górnej podstawy pryzmy 1,5 [m]

[m]

Zakładając, że długość pryzm będzie wynosić 50 m liczba pryzm wyniesie

pryzm

4.3.Powierzchnia placu dojrzewania pryzm

gdzie:

K - współczynnik zwiększający powierzchnię placu pryzmowego (K = 2,0-2,2 K= 2,5 - 3,0 uwzględnia powierzchnię dróg i powierzchnie wolne dla przerzucanych pryzm); K=3,0

[m²]

4.4.Zebranie i magazynowanie substancji balastowych

V _bcałk. = 17,8 [m³/d]

Powierzchnia placu gromadzenia substancji balastowej.
Czas przetrzymania balastu na składowisku 1 [d].

Zakładamy, że balast będzie odwożony codziennie. Przyjmujemy, że na placu zostanie ustawiony 1 kontener typu PK o poj. 30,5 m³.

Powierzchnia kontenera PK : 6,28x 2,5 m= 15,7 m^2.

OBLICZENIA DLA PERSPEKTYWY

I Odpady komunalne:

Ilość odpadów komunalnych w skali roku:

Q_kom(obj) = LM · v_j [m³/a]

Q_{kom (mas)}= LM · q_j [m³/a]

gdzie:

LM - liczba mieszkańców; LM = 187738 [M]

v_j - jednostkowy obj. wskaźnik nagromadzenia odpadów; v_j = 2,4 [m³/M·a]

q_j- jednostkowy wskaźnik masowy [kg/M·a];

q_j= v_j· ς_n [kg/M·a]= 2,4*131=314,4 [kg/M·a];

-w jednostkach objętościowych :

Q_{kom (obj)}= 187738[M] · 2,4[m³/M·a] = 450571,2 [m³/a]

-w jednostkach masowych :

Q_{kom (mas)}= LM · q_j [m³/a]

Q_{kom (mas)}= 187738[M] · 314,4[kg/M·a]= 59024,83 [Mg/a]

Udział frakcji organicznej biodegradowalnej w odpadach komunalnych:

Q_{bio kom} = Q_kom(mas) · Q_{kom bio} [m³/a]

gdzie:

Q_{kom bio} - udział frakcji organicznej w odpadach komunalnych; Q_w = 34 [%]

Q_{bio kom} = 59024,83 [Mg/a]· 0,34= 20068,44 [Mg/a]

Ilość frakcji biodegradowalnej pochodzenia komunalnego trafiająca do kompostowni (przy założeniu wskaźnika odzysku na poziomie E_k=10%) wynosi:

Q^*_bio.kom = Q_{bio kom} · E_k

Q*_bio.kom = 2068,44[Mg/a]· 10% = 2006,84 [Mg/a]

→w jednostkach masowych :

2006,84 [Mg/a]:131 [Mg/m³] = 15,32 [m³/a]

(II) Odpady przemysłowe

Z zakładów przemysłowych do unieszkodliwiania kierowane jest

Q_przem=3250 [Mg/a] odpadów. Zakładamy, że w ogólnej masie odpadów przemysłowych odpady ,,bio” przeznaczone do kompostowania stanowią

U_{przem bio}=33,5[%]:

Q _{przem bio} = Q_przem · U_{przem bio}

Q _{przem bio} =3250 [Mg/a]· 0,335 = 1088,75[ Mg/a]

Ilość frakcji biodegradowalnej kierowanej do kompostowni przy założeniu wskaźnika efektywności segregacji na poziomie E_p=80% wynosi:

Q^*_{przem bio} = Q _{przem bio} · E_p

Q^*_{przem bio}= 1088,75[Mg/a] ·0,8 = 871 [Mg/a]

→w jednostkach objętościowych:

Q^*_{przem bio}= 871 [Mg/a] : 0,6[Mg/m³] = 1451,67 [m³/a]

(III) Osady z oczyszczalni ścieków

Udział ludności objętej kanalizacją - 60%

Q_ść=LM·60%·0,11=12390,71[Mg/a]

0,11 - jednostkowy wskaźnik nagromadzenia osadów ściekowych (0,6-0,11)

W jednostkach objętościowych q=1000 [kg/m³]

Q_ść. = 12390,71:1=12390,71 [m³/a]

Q_ść. = 12390,71 m³/a

2.2.Dobowy bilans substratów do produkcji kompostu

Q_d = · k₁

gdzie:

Q_d=Q_{bio dob} - dobowa ilość odpadów kierowanych do kompostowni [m³/d]

Q_bio- roczna ilość odpadów [m³/a]

k₁ - współczynnik nierównomierności; k₁ = 1,25

250 - liczba dni roboczych przy 5-dniowym tygodniu pracy

Q_bio = Q^*_{.przem bio} + Q^*_{.kom bio +}Q_.ść.=Q_Id+Q_IId+Q_IIId

gdzie:

Q^*_{.przem bio} - ilość odpadów ,,bio” ze strumienia przemysłowych kierowanych do kompostowania

Q^*_{.kom bio} - ilość odpadów ,,bio” ze strumienia komunalnych kierowanych do kompostowania

Q_.ść. - ilość osadów ściekowych

Q_Id =
· k₁

Q_Id =
· 1,25=0,08 [m³/d]

Q_IId =
· k₁

QIId = 4,83 [m3/d]

QIIId =
· k1

Q_IIId = 62 [m³/d ]

stąd:

Q_biodob= 66,91 [m³/d]

Ilość balastu wysegregowanego z odpadów przed komorą

G_b1=[(Q_{kom bio}+Q_{przem bio}):250·1,3·20%

gdzie:

G_b1 - ilość balastu wysegregowanego przed komorą

G_b1 =4,91·0,2=0,98 [m³/d]

W przeliczeniu na masę, gdy : ρ_n=0,6 [Mg/m³]

G_b1(mas)= G_b1· ρ_n

G_b1(mas)=0,98[m³/d]· 0,6 [Mg/m³]=0,59 [Mg/d]

Ilość balastu wysegregowanego po Iº kompostowania

G_p(1) =Q_biodop·33%

gdzie:

G_p(1) - dobowa ilość substancji kompostowanej po komorze/biostabilizatorze

(kompost ,,surowy”)

33% - procent objętości wyjściowej, który stanowi objętość kompostu przeznaczonego do dojrzewania na placu pryzm

Zatem ilość kompostu surowego pozyskanego po Iº wynosi:

G_k(I) =66,91·33%=22,08 [m³/d]

Obliczenie balastu po procesowego, który wynosi 15% objętości kompostu surowego

G_b(2) =G_k(I)·15%

gdzie:

G_b(2) - ilość balastu po komorze skądże

G_k(I) - dobowa ilość substancji kompostowej po komorze

G_b(2)=22,08·15%=3,31 [m³/d]

W przeliczeniu na masę, gdy : ρ_n=0,6 [Mg/m³]

G_b2(mas)= G_b2· ρ_n

G_b2(mas)=3,31[m³/d]· 0,6 [Mg/m³]=1,99 [Mg/d]

Dlatego na pola kompostowe w celu dojrzewania trafi kompost surowy uszlachetniony w ilości:

G_k(U)= G_k(1) - G_b(2)=22,08-3,31=18,77 [m³/d]

Po kompostowaniu IIº objętość kompostu wynosi:

- Redukcja objętości kompostu w II stopniu kompostowania wynosi 20%

G_p(II)= G_k(U) - G_k(U) ·0,2

G_p(II)= 18,77 - 18,77 ·0,2=15,02 [m³/d]

Ilość balastu wysegregowanego po IIº kompostowania wynosi 5% objętościowo, dlatego:

G_b(3) = G_p(II)·0,05

G_b(3) = 15,02·0,05=0,751[m³/d]

W przeliczeniu na masę, gdy : ρ_n=0,6 [Mg/m³]

G_b3(mas)= G_p3· ρ_n

G_b3(mas)=0,751 [m³/d]· 0,6 [Mg/m³]=0,45 [Mg/d]

Dlatego do magazynu kompostu gotowego trafi:

G_p(II) - G_b(3)=15,02-0,45=14,57 [m³/d]

Sumaryczna ilość balastu

G_bc=G_b(1) + G_b(2) + G_b(3)

G_bc=0,59+1,99+0,45 =3,03 [Mg/d]

W jednostkach objętościowych

G_bc=5,05 [m³/d]

3. DOBÓR WYPOSAŻENIA

3.1. Przepustowość zasobni

W zasobni będą gromadzone odpady komunalne i przemysłowe, nie uwzględnia się osadów ściekowych. Czas maksymalnego przetrzymania odpadów w zasobni przyjęto 2 dni.

V _{odp z} = [(Q_{kom bio}+Q_{przem bio}):_.250]·1,3 ·2

V_{odp z} = 4,91[m³/d]·2[d] =9,82[m³]

Założono współczynnik rezerwy objętości równy 1,5 stąd objętość zasobni przyjmujemy:

V_zas= 1,5 · V_{odp z}

V_zas= 1,5·9,82=14,73[m³]≈15[m³]

3.2 Przepustowość rozdrabniarki

R_v = [(Q_{kom bio}+Q_{przem bio}):_.250]·1,3

R_v= 4,91 [m³/d]

Przyjmiemy, że rozdrabniarka pracuje w cyklu 8-godzinnym jej przepustowość powinna wynosić:

R_v =
[m³/h] ≈14[m³/h]

3.3. Obliczenie liczby komór statycznych (wariant I )

Ilość odpadów kierowana do kompostowni w ciągu doby

Q_bio.= Q_{bio dob} - G_b1

gdzie:

Q_{bio dob} - dobowa ilość odpadów [m³/d]

G_b1 - balast wysegregowany przed komorą

Q_bio.= 66,91[m³/d] - 0,982[m³/d]=65,93 [m³/d]

Wymiary komory

Długość: a=10,0m

Szerokość: b= 5,0m

Wysokość:c=4,0m

Całkowita objętość jednej komory

V=P_p·h

V= 10·5·4=200[m³]

Przyjęto stopień zapełnienia komory równy 0,8 całkowitej objętości

V_rob=V·80%

V_rob= 200·80%=160[m³]

Czas przebywania odpadów w komorze przyjmujemy 7dni

Ilość odpadów ,,bio” dla 7 dni

Q_bio7=Q_bio · 7

Q_bio7=65,93 · 7=461,51 [m³]

Obliczenie liczby komór Herhofa

Przyjmujemy 3 komory + 1 rezerwowa

Parametry komory dynamicznej

Średnica d=3,64 [m]

Długość l=36,0 [m]

Objętość komory dynamicznej

V_d = π r² l

V_d =299,5[m³]

Objętość robocza komory stanowi 80% objętości rzeczywistej

V_rob=V_d · 80%

V_rob= 374,6 · 80%=299,68 [m³]

Czas przebywania odpadów w komorze t_b=3[d]

Ilość odpadów ,,bio” w ciągu 3 dób

Q_bio3.= (Q_{bio dob} - G_b1)·3

gdzie:

Q_{bio dob} - dobowa ilość odpadów [m³/d]

G_b1 - ilość balastu wysegregowanego przed komorą

Q_bio3= 65,93 [m³/d] · 3[d]=197,79 [m³]

Liczba biostabilizatorów

n_sta= Q_bio3 :V_rob

n_sta= 197,79 :299,68=0,66

Przyjmujemy1 biostabilizator + 1 rezerwowy

3.4.Niezbędne środki transportowe do wywozu balastu

Przyjmujemy samochód MERCEDES 2524 z kontenerem o pojemności 20 m³

Objętość balastu V_b=5,05 [m³/d]

Przyjmujemy 1 kurs śmieciarki na dobę

4. OBLICZANIA POWIERZCHNI

4.1.Plac dojrzewania kompostu

t_p=90 dni.

W celu uzyskania optymalnych warunków napowietrzania założono:
- wysokość pryzm h = 1,5 [m]
- szerokość dolnej podstawy pryzmy a = 3 [m]
- szerokość górnej podstawy pryzmy b = 1,5 [m]

4.2.Sumaryczna długość pryzm

gdzie:

G_k = G_{k I(U)} - dobowa ilość kompostu trafiającą na pole dojrzewania 22,08 [m³/d]

t _p - czas leżakowania kompostu w pryzmach 90 [d]

h - wysokość pryzm 1,5 [m]

a - szerokość dolnej podstawy pryzmy 3 [m]

b - szerokość górnej podstawy pryzmy 1,5 [m]

Σ L = 588,8 [m]

Zakładając, że długość pryzm będzie wynosić 50 m liczba pryzm wyniesie

N=588,8/50=11,77=12 pryzm

4.3.Powierzchnia placu dojrzewania pryzm

gdzie:

K - współczynnik zwiększający powierzchnię placu pryzmowego (K = 2,0-2,2 K= 2,5 - 3,0 uwzględnia powierzchnię dróg i powierzchnie wolne dla przerzucanych pryzm); K=3,0

A_p = 2649,6 [m²]

4.4.Zebranie i magazynowanie substancji balastowych

V _bcałk. = 5,05 [m³/d]

Powierzchnia placu gromadzenia substancji balastowej.
Czas przetrzymania balastu na składowisku 1 [d].

Zakładamy, że balast będzie odwożony codziennie. Przyjmujemy, że na placu zostanie ustawiony 1kontenery typu PK o poj. 30,5 m³.

Powierzchnia kontenera PK : 6,28x 2,5 m= 15,7 m^2.

3. Tabelaryczne zestawienie danych stanu aktualnego i perspektywicznego

	LM	Całkowita ilość odpadów biodegradowalnych	Liczba komór statycznych	Liczba biostabilizatorów	Powierzchnia placu pryzm	Powierzchnia składowania balastu	Liczba środków transportu	Całkowita powierzchnia balastu
	M	[ m^3/d]	-	-	[ m^2/d ]	[m^2]	-	[ha]
Stan aktualny	163250	88,93	4+rezerwa	1+rezerwa	2988		1
Perspektywa	187738	66,91	3+rezerwa	1+rezerwa	2649		1

28

---