Obliczenia ciągu technologicznego.

Stan prognozowany 2028.

1.Dane wyjściowe do projektu:

• liczba mieszkańców: LM =260 000[M]

• ilość odpadów przemysłowych - zwiększy się o 5% w stosunku do stanu aktualnego Q_przem­ = 58756 [Mg/a] · 1,05 = 61693,8 [Mg/a]

• udział frakcji organicznej w odpadach komunalnych: U_{kom bio} = 48 [%]

• udział frakcji organicznej w odpadach przemysłowych: U_{przem bio} = 25 [%]

• gęstość nasypowa odpadów komunalnych: ρ _{odp. kom.} = 160 [kg/m³]

• gęstość nasypowa odpadów przemysłowych: ρ _{odp. przem.} = 600 [kg/m³]

• jednostkowy objętościowy wskaźnik nagromadzenia odpadów:

v_­j­ = 2,75 [m³/M·a]

• współczynnik nierównomierności nagromadzenia odpadów: k₁ = 1,25

• średnia gęstość nasypowa substancji balastowych: ρ _nb= 0,6 [Mg/m³]

• wskaźnik odzysku (segregacji) odpadów komunalnych: E_k = 30 [%]

• wskaźnik odzysku (segregacji) odpadów przemysłowych: E_p = 80 [%]

2. Bilans masy.

2.1. Ilości odpadów ''bio'' kierowane do kompostowania.

I Odpady komunalne.

1. Ilość odpadów komunalnych w skali roku.

gdzie,

LM - liczba mieszkańców; LM = 260000 [M]

v_j - jednostkowy objętościowy wskaźnik nagromadzenia odpadów; v_j = 2,35 [m³/M·a]

gdzie,

LM - liczba mieszkańców; LM = 260000 [M]

q_j - jednostkowy masowy wskaźnik nagromadzenia odpadów;

2. Udział frakcji organicznej biodegradowalnej w odpadach komunalnych.

gdzie,

U_{kom bio} = 48% = 0,48 - udział frakcji organicznej w odpadach komunalnych

3. Ilość frakcji organicznej biodegradowalnej pochodzenia komunalnego trafiającą do kompostowni.

Zakładamy wskaźnik odzyski na poziomie Ek=30% (w tym zanieczyszczenia balastowe).

gdzie,

E_k - wskaźnik odzysku (segregacji) odpadów komunalnych : E_k = 30%

Q_{kom bio} - udział frakcji biodegradowalnej w odpadach komunalnych: Q_{kom bio} = 54912 [Mg/a]

W jednostkach objętościowych:

gdzie,

ρ _{odp. kom} - gęstość nasypowa odpadów komunalnych: ρ _{odp. kom.} =0,160 [Mg/m³]

Q^* _{kom bio(mas)} - ilość frakcji organicznej biodegradowalnej pochodzenia komunalnego trafiającą do kompostowni w jednostkach masowych: Q^* _{kom bio(mas)} = 16474[Mg/a]

II Odpady przemysłowe.

1. Ilość odpadów przemysłowych.

Q_przem­ = 58756 [Mg/a] · 1,05 = 61693,8 [Mg/a]

2. Udział frakcji organicznej biodegradowalnej w odpadach przemysłowych.

Zakładamy, że w ogólnej masie odpadów przemysłowych odpady `'bio'' przeznaczone do kompostowania stanowią 25 %.

3. Ilość frakcji organicznej biodegradowalnej pochodzenia przemysłowego trafiającą do kompostowni.

Założenie wskaźnik efektywności segregacji na poziomie Ep=80%.

gdzie,

Q_{przem bio} - udział frakcji biodegradowalnej w odpadach przemysłowych: Q_{przem bio} = 15423,45 [Mg/a]

W jednostkach objętościowych:

gdzie,

ρ _{odp. przem} - gęstość nasypowa odpadów przemysłowych: ρ _{odp. przem.} = 0,6 [Mg/m³]

Q^* _{przem bio(mas)} - ilość frakcji organicznej biodegradowalnej pochodzenia przemysłowego trafiającą do kompostowni w jednostkach masowych: Q^* _{przem bio(mas)} = 12338,76[Mg/a]

III Osady z oczyszczalni ścieków.

Według planu gospodarki odpadami dla powiatów włoszczowskiego, koneckiego oraz jędrzejowskiego na 2028 rok w oczyszczalniach ścieków roczna ilość produkowanego osadu o uwodnieniu 80% będzie wynosiła :

LM - liczba mieszkańców podłączona do kanalizacji miejskiej (przyjęto 75% całkowitej liczby mieszkańców): LM* = 260000 [M]

2.2.Dobowy bilans substratów do produkcji kompostu.

1. Obliczenie strumienia ogólnej ilości odpadów biodegradowalnych w skali roku.

Q^* _{kom bio(obj)} - ilość frakcji organicznej biodegradowalnej pochodzenia komunalnego trafiającą do kompostowni w jednostkach objętościowych: Q^* _{kom bio(obj)} = 102962,5 [m³/a]

Q^* _{przem bio(obj)} - ilość frakcji organicznej biodegradowalnej pochodzenia prrzemysłowego trafiającą do kompostowni w jednostkach objętościowych: Q^* _{przem bio(obj)} =20564,6 [m³/a]

Q_ść - ilość osadów ściekowych: Q_ść = 21450 [m³/a]

2. Obliczenie dobowego strumienia ogólnej ilości odpadów biodegradowalnych.

gdzie,

250 - liczba dni pracy przy 5 - dniowym tygodniu pracy

k₁ - współczynnik nierównomierności: k₁ = 1,25

Q_Id= 514,81 m³/d

Q_IId=102,82m³/d

Q_IIId= 107,25m³/d

2.3. Bilans substancji balastowych.

Balast usuwany będzie w trzech węzłach procesu technologicznego:

• przed I ^o kompostowania (doczyszczanie substratów)

• po I ^o kompostowania (oczyszczanie kompostu surowego)

• po II ^o kompostowania (uszlachetnianie kompostu dojrzałego)

Na obecnym etapie selektywna zbiórka nie daje w pełni zadawalających rezultatów.

W odpadach „bio” z selektywnej zbiórki znajduje się pewna ilość odpadów nieorganicznych

bądź organicznych niebiodegradowalnych. W związku z tym, w początkowym etapie

wdrażania selektywnej zbiórki balast w odpadach organicznych wysortowanych przed

komorą stanowić będzie 20% objętości.

1. Ilość balastu wysegregowanego z odpadów przed komorą.

Q_kombio - dobowy strumień ogólnej ilości odpadów komunalnych: Q_kombio = 514,81 [m³/d]

Q_przembio - dobowa ilość odpadów przemysłowych: Q_przembio = 102.82 [m³/d]

W przeliczeniu na masę.

gdzie,

G_b1(obj) - ilość balastu w jedn. objętościowych wysegregowanego przed komorą: G_b1(obj) = 123.53 [m³/d]

ρ_nb - gęstość balastu: ρ_nb = 0,6 [Mg/m³]

2. Ilość balastu wysegregowana po I° kompostowania.

W I° kompostowania nastąpi w praktyce redukcja objętości frakcji organicznej do 1/3 objętości wyjściowej (w rezultacie rozkładu substancji organicznych, parowania, odsiew na sicie poligonowym).

W związku z tym w drugim stopniu kompostowania objętość kompostu przeznaczonego do dojrzewania na placu pryzm wyniesie 33% objętości wyjściowej.

• Ilość kompostu surowego pozyskanego po I° kompostowania.

Balast poprocesowy w postaci frakcji nieulegającej rozkładowi w procesach kompostowania stanowi dodatkowe obciążenie. Balast wyniesie 15% objętości kompostu surowego.

• Ilość balastu wysegregowanego po komorze:

gdzie

- dobowa ilość substancji kompostowej po komorze;

W przeliczeniu na masę.

G_b2(obj) - Ilość balastu w jedn. objętościowych wysegregowanego po komorze: G_b2(obj) = 35,88 [m³/d]

ρ_b - gęstość balastu: ρ_b = 0,6 [Mg/m³]

* Na pola kompostowe w celu dojrzewania trafi kompost surowy uszlachetniony w ilości:

3. Ilość balastu wysegregowana po II° kompostowania.

Ilość balastu wysegregowanego po II° kompostowania wynosi 5% objętościowo. Stąd:

W przeliczeniu na masę.

Zatem do magazynu kompostu gotowego trafi:

Ubytki procesowe po II° kompostowania.

Redukcja objętości kompostu w II stopniu kompostowania wynosi 20% - w wyniku dalszego rozkładu substancji organicznych (do H2O + CO2)

4. Ilość kompostu po II° kompostowania.

Po kompostowaniu II° objętość kompostu wyniesie:

5. Sumaryczna ilość balastu.

Balast odsortowany w instalacji kompostowania pochodzi z doczyszczania frakcji “bio” kierowanej do kompostowania z sektora komunalnego i przemysłowego. Osady ściekowe nie zawierają balastu.

• Obliczenie całkowitej ilości balastu:

G_b1(mas) - Ilość balastu w jedn. masowych wysegregowanego przed komorą: G_b1(mas) = 74,12 [Mg/d]

G_b2(mas) - Ilość balastu w jedn. masowych wysegregowanego po komorze: G_b2(mas) = 21,53 [Mg/d]

G_b3(mas) - Ilość balastu w jedn. masowych wysegregowanego po II ° kompostowa.:

G_b3(mas) = 4,9[Mg/d]

W jednostkach objętościowych:

3. Dobór wyposażenia.

3.1. Przepustowość zasobni.

Do zasobni odpadów będą wprowadzane odpady komunalne i przemysłowe. Czas maksymalny przetrzymywania odpadów w zasobni około 2 dni.

1. Objętość zasobni (maks. czas przetrzymania odpadów w zasobni przyjmuje się 2 dni).

Q_kombio - dobowy strumień ilości odpadów komunalnych: Q_kombio = 514,81[m³/d]

Q_przembio - dobowa ilość osadów ściekowych: Q_przembio =102,82[m³/d]

2. Objętość zasobni z założonym współczynnikiem rezerwy równym 1,5.

=====>25x19x4m

3.2.Obliczenie przepustowości rozdrabniarki.

Osady ściekowe nie wymagają rozdrobnienia.

1. Obliczenie przepustowości rozdrabniarki:

Q_kombio - ilość frakcji bio pochodzenia komunalnego w jednostkach obj.: Q_kombio = 102962,5 [m³/a]

Q_przembio - iość frakcji bio pochodzenia przemysłowego w jednostkach obj.: Q_przembio =20564,6 [m³/a]

2. Obliczenie przepustowości rozdrabniarki pracującej w 8 godzinnym trybie pracy:

3.3. Obliczenie liczby komór statycznych i dynamicznych.

1. Wariant I- Liczba komór statycznych (Mut-Herhof).

1. Obliczenie ilości odpadów kierowanych do kompostowni w ciągu doby.

Q_d - dobowa ilość odpadów: Q_d = 724,88[m³/d]

G_b1(obj) - Ilość balastu w jedn. objętościowych wysegregowanego przed komorą: G_b1(obj) = 123,53 [m³/d]

2. Obliczenie liczby komór statycznych:

Wymiary komory :

• Długość a = 10 [m]

• Szerokość b = 5 [m]

• Wysokość h = 4 [m]

• Całkowita objętość komory V =Pp*5*4= 200 [m³]

Przyjęto stopień zapełnienia komory równy 80% całkowitej objętości komory.

V - całkowita objętość komory: V = 200 [m³]

Czas przebywania odpadów w komorze wynosi 7 dni.

Q_bio - dobowa ilość odpadów kierowanych na kompost: Q_bio = 601,35 [m³/d]

3. Obliczenie liczby komór statycznych Herhofa:

Q_bio7 - dobowa ilość odpadów kierowanych na kompost: Q_bio7 = 4209,45 [m³]

V_rob - robocza objętość komory: V_rob = 160 [m³]

Przyjęto 27 komór statycznych typu Mut-Herhof + jedna komora rezerwowa.

3.3.2. Wariant II - Liczba komór dynamicznych (Mut-Dano).

*Obliczenie ilości odpadów kierowanych do kompostowni w ciągu doby.

Q_d - dobowa ilość odpadów: Q_d = 724,88[m³/d]

G_b1(obj) - Ilość balastu w jedn. objętościowych wysegregowanego przed komorą: G_b1(obj) = 123,53 [m³/d]

1. Parametry komory dynamicznej:

Wymiary komory:

• Średnica d = 3,64 [m]

• Długość I = 36 [m]

• Całkowita objętość komory V_d = pr²I=374,4 [m³]

Objętość robocza komory stanowi 80 % objętości rzeczywistej.

V_d- całkowita objętość komory: V_d = 374,4 [m³]

Czas przebywania odpadów w komorze tb=3 [d].

Ilość odpadów `'bio'' w ciągu 3 dni wynosi:

2. Obliczenie liczby komór dynamicznych (biostabilizatorów):

Przyjęto 6 biostabilizatorów typu Mut-Dano + jeden rezerwowy.

3. Niezbędne środki transportowe do wywozu balastu.

przyjęto śmieciarkę IVECO

Rocznik : 2003

Pojemność: 22m3

Silnik: moc - 260KM(191 KWt)

1. Obliczenie niezbędnej liczby kursów śmieciarki:

V_b - objętość substancji balastowej: V_b =241,08 [m³]

V_p - pojemność skrzyni ładunkowej: V_p = 22 [m³]

Przyjęto 11 kursów śmieciarki do odwiezienia balastu na składowisko.

4. Obliczenie powierzchni.

4.1.1. Plac dojrzewania kompostu.

Czas dojrzewania kompostu na placu pryzmowym.

Zarówno dla kompostowni Mut-Dano jak i Mut-Herhof przyjęto czas dojrzewania kompostu na placu pryzmowym wynoszący 3 miesiące (t_p = 90 d). Zatem obliczenie powierzchni placu pryzmowego będą identyczne w obu przypadkach.

Wymiary pryzm

Pryzmy nie mogą być wysokie, aby był swobodny przepływ powietrza w całej objętości. Wymiary pryzm powinny uwzględniać także potrzebę ich przerzucania sprzętem mechanicznym.

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]
Dobór parametrów pryzmy wynika z ograniczenia gabarytów przerzucarki.

4.1.2.Obliczenie sumarycznej długości pryzm:

1. Obliczenie sumarycznej długości pryzm na placu (wg E. Kempy)

G_k - dobowej ilości substancji kompostowej skierowanej do kompostowania po komorze statycznej lub dynamicznej: G_k = 203,33 [m³/d]

t_p - czas leżakowania kompostu w pryzmach: t_p = 90 [d]

a,b,h - wymiary pryzm: a = 3,0 [m]; b =1,5 [m]; h =1,5 [m]

Zakładając, że długość pryzm będzie wynosić ok. 50 m to liczba pryzm wyniesie ok. 109

4.1.3.Obliczenie powierzchni placu dojrzewania pryzm (wg E. Kempy):

G_k - dobowej ilości substancji kompostowej skierowanej do kompostowania po komorze statycznej lub dynamicznej: G_k = 203,33 [m³/d]

t_p - czas leżakowania kompostu w pryzmach: t_p = 90 [d]

a,h - wymiary pryzm: a =3,0 [m]; h = 1,5 [m]

ΣL - sumaryczna długość pryzm: ΣL = 5422,13 [m]

K - współczynnik zwiększający powierzchnię placu pryzmowego ze względu na powierzchnię dróg i powierzchnie wolne dla przerzucanych pryzm: K = 3,0

4.2.Zbieranie i magazynowanie substancji balastowych.

Przyjmujemy balast wysortowany przed i po komorze.

Całkowita ilość balastu w jednostkach objętościowych wynosi V bcałk. = 279,23 [m³/d].

Powierzchnia placu gromadzenia substancji balastowej
.

Objętość substancji balastowej:

G_bc - całkowita ilość balastu: G_bc = 167,54 [Mg/d]

ρ_b - gęstość balastu: ρ_b = 0,6 [Mg/m³]

t_g - czas zbierania balastu na terenie kompostowni: t_g = 1 [d]

Powierzchnia gromadzenia balastu:

Przyjmujemy, że balast będzie składowany w formie stożka.

Jego wysokość będzie wynosić 3 m.

1. Obliczenie powierzchni placu gromadzenia substancji balastowej:

Przyjmujemy również współczynnik bezpieczeństwa równy 2, zwiększający powierzchnię placu gromadzenia balastu ze względu na powierzchnię dróg i powierzchnie wolne wokół balastu.

Wówczas pole powierzchni placu gromadzenia substancji balastowej będzie wynosić :

---