POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA rok akademicki 2006/2007

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 :

Celem opracowania jest projekt koncepcyjny kompostowni odpadów komunalnych i przemysłowych oraz osadów ściekowych wytwarzanych w powiatach: sandomierskim i staszowskim 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:

2.1. Zaludnienie terenu objętego inwestycją:

Dla celów projektowych przyjęto liczbę ludności równą 250732 ( 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 255000.

1. Struktura zabudowy

Powiat posiada charakter wybitnie rolniczy (57 % użytków rolnych). Szczególną popularnością cieszy się tu uprawa warzyw i sadownictwo. Na jego terenie działają liczne przedsiębiorstwa oraz funkcjonuje największa giełda owocowo-warzywna

2.2. Struktura zabudowy :

Powiaty sandomierski ,i staszowski zaliczane są do powiatów o charakterze

miejsko - wiejskim. Struktura zabudowy przechodzi od zwartej - tereny miejskie do luźnej - tereny wiejskie. Poziom rozbudowy sieci kanalizacyjnej w wymienionych powiatach kształtuje się średnio w ilości 60 % liczby mieszkańców powiatu, najwyższy w obszarze miejskim.

Długość sieci kanalizacyjnej w powiecie sandomierskim wg GUS na koniec 2001 r wynosiła 92 km, przy długości sieci wodociągowej 905 km. Trzy gminy powiatu( Łoniów Obrazów Wilczyce ) nie posiadają oczyszczalni ścieków Na terenie powiatu 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.

Na terenie powiatu koneckiego znajduje sie piec oczyszczalni scieków komunalnych. Długosc rozdzielczej sieci kanalizacyjnej w powiecie koneckim wg informacji zebranych w gminach wynosi 72,2 km. Wraz ze wzrostem długosci sieci kanalizacji sanitarnej i ilosci podłaczen, obserwowany jest wzrost ilosci scieków doprowadzanych do oczyszczalni oraz powstajacych osadów sciekowych w skali roku. Ścieki z szamb przydomowych dowożone są do najbliższych punktów zlewnych znajdujących się przy oczyszczalniach w sąsiednich gminach.

Przemysł

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. Do końca roku wszystkie wsie będą stelefonizowane. Gmina ma do zagospodarowania obiekty po Gminnej Spółdzielni i Spółdzielni Kółek Rolniczych oraz po byłej Stacji Nasienno-Szkółkarskiej w Wilczycach.

W gospodarce powiatu dominują:

9 przemysł materiałów budowlanych i mineralnych:

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

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

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

ƒ Zakłady Przetwórcze Surowców Chemicznych i Mineralnych „Piotrowice”

Sp. z o.o. w Piotrowicach, gm. Zawichost,

ƒ Przedsiębiorstwo Robót Drogowych „DROKAM - PIASECZNO”

w Piasecznie, gm. Łoniów,

9 przemysł rolno-spożywczy:

ƒ Przedsiębiorstwo Produkcji Spożywczej „SANFOOD” w Sandomierzu,

ƒ Zakłady Przemysłu Owocowo Warzywnego S.A. „Dwikozy”

w Dwikozach,

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

ƒ Przedsiębiorstwo Produkcyjno Handlowe „RÖMHILD” Sp. z o.o.

w Dwikozach,

ƒ MEGAWITA w Górach Wysokich gm. Dwikozy,

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

ƒ Przedsiębiorstwo Produkcyjno-Handlowo-Usługowe „JABTAR”

w Chodkowie Starym gm. Łoniów,

9 usługi komunikacyjne, transportowe i inne - zlokalizowane głównie

w Sandomierzu.

Nie występuje działalność przemysłowa o szczególnej uciążliwości dla środowiska.

Osady z oczyszczalni ścieków

2.4. Osady z oczyszczalni ścieków:

Monitoring gospodarki ściekami komunalnymi i powstającymi osadami ściekowymi

ograniczony jest do określania ilości ścieków dopływających do różnych typów oczyszczalni

oraz do ilości osadów w przeliczeniu na suchą masę i określenia procesów, z jakich osady

pochodzą .Wyróżniamy tu :

- skratki

- zawartość piaskowników

- osady z oczyszczania ścieków komunalnych, ustabilizowanych

Odpady z oczyszczalni ścieków są wykorzystywane do rekultywacji i nawożenia użytków rolnych. Osady ściekowe stanowią cenny surowiec do kształtowania gleb na gruntach zdewastowanych. Wzrost urodzajności gleb oraz podnoszenia jej aktywności biologicznej osiąga się poprzez wprowadzenie odpowiednio dużej dawki osadów ściekowych do gruntów pozbawionych gleby. Ponadto zastosowanie osadów ściekowych stwarza warunki do intensyfikacji wzrostu roślin. Na obszarach zdegradowanych, które nie rokują nadziei przywrócenie im funkcji użytków rolnych osady ściekowe mogą być wykorzystywane do nawożenia gruntów pod uprawy lasów. Osady ściekowe są również wykorzystywane do utrwalenia powierzchni gruntów na przykład skarp składowisk, wykopów i nasypów. Ze wzgledu na niewielki stopień skanalizowania terenu powiatu gminy planują rozbudowę systemy kanalizacji i budowę nowych oczyszczalni ścieków lub modernizacje już istniejących. W związku z tym wzrosnie ilość powstających odpadów z oczyszczania ścieków. Wzrost ten bedzie zależał od srodków finansowych poszczególnych gmin. Ilosci wywarzanych osadów ściekowych w skali powiatu nie stanowią dużej liczby i będą one wykorzystywane przede wszystkim do rekultywacji oraz w rolnictwie.

3. Charakterystyka odpadu z terenu objętego inwestycją

3.1. Wskaźniki nagromadzenia

3.2. Skład morfologiczny

4. Charakterystyka terenu pod projektowaną kompostownię

4.1. Lokalizacja kompostowni

4.2. Budowa geologiczna i ocena gruntu

4.3. Warunki klimatyczne

Obszar powiatu sandomierskiego stanowiącego wschodnią część lessowej wyżyny jest obszarem ciepłym. Wynika to zarówno ze średnich rocznych temperatur powietrza wynoszących 80C, jak też najcieplejszego miesiąca -180C i najchłodniejszego miesiąca - 2,70C. Długość okresu bez przymrozków wynosi tu średnio 170 dni, a liczba dni mroźnych od 46 do 51.

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. Technologia kompostowni

5.1. Wariant I dla technologii Herhof

System MUT - Herhof [3] polega na kompostowaniu wstępnym odpadów organicznych z odpadami zielonymi w bioreaktorze.

Proces kompostowania wstępnego trwa 7 do 10 dni, a dojrzewanie kompostu 2 do 4 miesięcy. W komorze istnieją warunki do zapewnienia optymalnych parametrów procesu, dające możliwość sterowania procesem technologicznym (intensywne napowietrzanie), a także warunki dla pełnej jego hermetyzacji (komora zamknięta, biofiltr, obieg zamknięty odcieków). Zachowane są również reżimy temperaturowe procesu (70^oC). Redukcja masy dochodzi od 25 do 35%.

Proces technologiczny składa się z dwóch podstawowych etapów:

I etap procesu odbywa się w zamkniętym cylindrycznym biostabilizatorze, następuje w nim szybki zapoczątkowanie procesu tlenowego rozkładu frakcji organicznej dostarczonych z odpadów. Procesowi temu towarzyszy rozdrabnianie odpadów i ich homogenizacja. W biostabilizatorze przebiega częściowa higienizacja i suszenie. Procesy rozkładu tlenowego oraz częściowej higienizacji odpadów składają się na tzw. biologiczną funkcję biostabilizatora.

II etap kompostowania odbywa się na placu pryzmowym gdzie następuje dojrzewanie kompostu grzejnego. Etap ten trwa około 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 poprzez przerzucanie (4 razy w miesiącu).

Charakterystyka metody Mut - herhof

System HERHOF opiera się na stacjonarnych bioreaktorach betonowo-metalowych, z których każdy stanowi oddzielną jednostkę technologiczną

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

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

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

5.2. Wariant II z koncepcją pracy komory Mut - Dano

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.

II. CZĘŚĆ OBLICZENIOWA:

II.I. Obliczenie dla stanu aktualnego

• wariant I

• wariant II

II.I. Obliczenie dla stanu prognozowanego

• wariant I

• wariant II

Zakres części obliczeniowej

1. Dane wyjściowe

2. Ilość odpadów kierowanych do kompostowania

2.1. Odpady komunalne

2.2. Odpady przemysłowe

2.3. Osady ściekowe

3. Dobowa produkcja kompostu

4. Dobowa przepustowość zasobni

5. Przepustowość rozdrabniarki

6. Czas dojrzewania kompostu na placu pryzm

6.1.Wymiary pryzm

6.2. Sumaryczna długość pryzm

6.3. Powierzchnia placu pryzmowego

7. Składowisko substancji balastowych.

7.1.Ilość balastu wysegregowanego z odpadów przed komorą

7.2.Ilość balastu wysegregowanego po pierwszym stopniu kompostowania

7.3. Sumaryczna ilość balastu

7.4. Objętość substancji balastowej

7.5. Powierzchnia placu zbierania i magazynowania substancji balastowej

7.6. Niezbędne środki transportowe do wywozu balastu

7.7. Obliczenie liczby komór

7.7.1. Liczba komór statycznych (wariant I)

7.7.2. Liczba komór dynamicznych (wariant II)

7.8. Obliczenie powierzchni pod budynki technologiczne i place manewrowe

7.8.1. Powierzchnia pod budynek socjalno-usługowy

7.8.2. Powierzchnia zajęta przez halę komór

7.8.3. Powierzchnia pod magazyn kompostu gotowego

7.8.4. Łączna powierzchnia pod budynki

7.8.5. Powierzchnia magazynowania materiału strukturalnego

7.8.6. Powierzchnia pod ciągi technologiczne

7.8.6.1. Powierzchnia dróg i placów manewrowych

7.8.6.2. Powierzchnia placu pryzmowego

7.8.7. Łączne zapotrzebowanie powierzchni pod kompostownie wynosi

8.Tabelaryczne zestawienie danych dla stanu aktualnego i prognozowanego

III. CZĘŚĆ RYSUNKOWA:

1. Plan sytuacyjno - wysokościowy kompostowni. skala 1: 10000

2.Schemat ideowy projektowania metodą Mut Herhof - stan aktualny.

3.Schemat ideowy projektowania metodą Mut Herhof - stan perspektywistyczny.

4.Schemat technologiczny projektowania metodą: Mut Dano- stan aktualny.

5.Schemat technologiczny projektowania metodą: Mut Herhoff- stan aktualny.

6. Szacunkowy bilans odpadów kompostowych metodą Mut-Dano-stan aktualny.

7. Szacunkowy bilans odpadów kompostowych metodą Mut-Dano-stan perspektywistyczny.

8. Plan zagospodarowania terenu kompostowni Mut-Dano stan aktualny. skala 1: 1000

9. Plan zagospodarowania terenu kompostowni Mut-Dano stan perspektywistyczny. skala 1: 1000

10. Rzut budynku bytowo-socjalnego.

---