OBLICZENIA
I. Stan aktualny.
1. Kompostowanie dwustopniowe.
1.1. Dane wyjściowe do projektu.
Liczba mieszkańców 190 000
Udział frakcji organicznej w odpadach komunalnych (stan aktualny) 41%
Udział frakcji organicznej w odpadach komunalnych (perspektywa) 31%
Gęstość nasypowa odpadów komunalnych (stan aktualny) ρodp =155[kg/m3]
Gęstość nasypowa odpadów komunalnych (perspektywa) ρodp =110[kg/m3]
Udział frakcji organicznej w odpadach przemysłowych (stan aktualny) 19%
Udział frakcji organicznej w odpadach przemysłowych (perspektywa) 32%
Jednostkowy objętościowy wskaźnik nagromadzenia odpadów (stan aktualny) Vj = 1,79
Jednostkowy objętościowy wskaźnik nagromadzenia odpadów (perspektywa) Vj = 2,79
Ilość odpadów przemysłowych Qprzem =
Ilość osadów ściekowych Qść =
Współczynnik nierównomierności k1 =
Średnia gęstość nasypowa substancji balastowych ρn =
Wskaźnik efektywności segregacji odpadów komunalnych Ek =
Wskaźnik efektywności segregacji odpadów przemysłowych Ep =
1.2. Łączna ilość odpadów przeznaczona do kompostowania.
Do kompostowania będą przeznaczone odpady z następujących źródeł:
• ze strumienia odpadów komunalnych
• ze strumienia odpadów przemysłowych
• osady ściekowe z oczyszczalni komunalnej
Odpady komunalne
- Ilość odpadów komunalnych
Qkom = LM ⋅ Vj
gdzie: LM - liczba mieszkańców [M]
Vj - jednostkowy objętościowy wskaźnik nagromadzenia odpadów [m3/Ma]
= 340 100 [m3/a]
- Udział frakcji biodegradowalnej w odpadach komunalnych
= 139 441 [m3/a]
- Ilość frakcji biodegradowalnej pochodzenia komunalnego, trafiająca do kompostowni, przy założeniu efektywności wskaźnika segregacji na poziomie E = 20%
= 27888,2 [m3/a]
Odpady przemysłowe
Zakłady przemysłowe
Qprzem = X [m3/a]
- Zakładamy, że w ogólnej masie odpadów przemysłowych, odpady przeznaczone do kompostowania stanowią 25%
= 27888,2 [m3/a]
- Ilość frakcji biodegradowalnej trafiająca do kompostowni, przy założeniu efektywności wskaźnika segregacji na poziomie E = 80%
= 27888,2 [m3/a]
Osady z oczyszczalni ścieków
W oczyszczalni ścieków komunalnych powstaje rocznie
Qos = X [m3/a]
1.3. Dobowa produkcja kompostu.
gdzie: Qd - dobowa ilość odpadów [m3/a]
Qbioc - roczna ilość odpadów
k1 - współczynnik nierównomierności, k1=1,25÷1,3, przyjęto k1 = 1,3
250 - liczba dni roboczych przy 5-dniowym tygodniu pracy
Qbioc = Qbio(kom)* + Qbio(przem)** + Qos
gdzie: Qbio(kom)** - ilość odpadów komunalnych przeznaczonych do kompostowania
Qbio(przem)**- ilość odpadów przemysłowych przeznaczonych do kompostowania
Qos - ilość osadów ściekowych
= X [m3/d]
1.4. Dobowa przepustowość oczyszczalni.
Do zasobni będą wprowadzane odpady komunalne i przemysłowe.
Czas przetrzymywania odpadów w zasobni 7 dni, zatem objętość zasobni Vz:
Vz = (Qd - Qs) ⋅7
Vz = (Qd - Qs⋅1,3) ⋅7 = X [m3]
Zakłada się współczynnik rezerwy 1,5:
Vz = 1,5 ⋅X = X [m3]
1.5. Przepustowość rozdrabniarki.
Przepustowość rozdrabniarki Rv jest równa:
Rv = Qd - Qs
Rv = Qd - Qs = X [m3/h]
1.6. Czas dojrzewania kompostu na placu pryzm.
Zarówno dla kompostowni Mut-Herhof i Mut-Dano przyjęto czas dojrzewania kompostu na placu pryzm 3 miesiące. Zatem obliczenie powierzchni placu pryzmowego będą identyczne w obu przypadkach. Czas dojrzewania kompostu w pryzmach:
tp = 90 dni
1.7. Wymiary pryzm.
W celu uzyskania optymalnych warunków napowietrzania założono
- wysokość pryzm h = 1,5 [m]
- szerokość dolnej podstawy pryzm a = 6 [m]
- szerokość górnej podstawy pryzm b = 2 [m]
1.8. Sumaryczna długość pryzm.
W pierwszym stopniu kompostowania (komora statyczna lub dynamiczna) nastąpi w praktyce redukcja frakcji organicznej do 1/3 objętości wyjściowej. W związku z tym, w drugim stopniu kompostowania, objętość kompostu przeznaczonego do dojrzewania na placu pryzm wyniesie 33% objętości wyjściowej, zatem:
Gp = Qd ⋅ 33%
gdzie: Gp - dobowa ilość substancji kompostowanej po komorze [m3/d]
Gp = X ⋅ 33% = X [m3/d]
- Sumaryczna długość pryzm
∑L =
[m]
gdzie: tp - czas leżakowania kompostu w pryzmach tp = 90 [d]
h - wysokość pryzm h = 1,5 [m]
a - szerokość dolnej podstawy pryzm a = 6 [m]
b - szerokość górnej podstawy pryzm b = 2 [m]
∑L =
= X [m]
Zakładając długość jednej pryzmy 50 [m], ich ilość to X.
1.9. Powierzchnia placu pryzm.
A = K ⋅ Lp ⋅ a ⋅ L [m2]
gdzie: Lp - długość jednej pryzmy [m]
A - powierzchnia placu pryzm [m2]
L - ilość pryzm [szt.]
K - współczynnik zwiększający powierzchnię placu pryzmowego (uwzględnia powierzchnie technologiczne do przerzucania pryzm), przyjęto K = 3,0
A = K ⋅ Lp ⋅ a ⋅ L [m2]
1.10. Składowanie substancji balastowych.
1.10.1. Ilość wysegregowanego balastu przed komorą statyczną (dynamiczną) z odpadów komunalnych.
Na obecnym etapie selektywna zbiórka nie daje w pełni zadawalających rezultatów. W kompoście znajdują się odpady nieorganiczne (szkło, metale) i organiczne niebiodegradowalne (tworzywa). Zakładamy 20% efektywności.
Gbl = (Qd - Qs) ⋅ 20%
gdzie: Gbl - ilość balastu wysegregowanego przed komorą [m3/d]
Gbl = (Qd - Qs) ⋅ 20% = X [m3/d]
W przeliczeniu na masę, gdy ρn = X [Mg/d]
Gbl = Gbl ⋅ ρn
Gbl = Gbl ⋅ ρn = X [Mg/d]
1.10.2. Ilość wysegregowanego balastu po komorze statycznej (dynamicznnej) z odpadów komunalnych.
Balast procesowy w postaci frakcji nie ulegającej rozłożeniu w procesie kompostowania (kości, skóra), stanowi dodatkowe obciążenie. Będzie on oddzielony na etapie uszlachetniania kompostu, wyniesie on 15% objętości ilości kompostu otrzymanego.
Gb2 = Gp ⋅ 15%
gdzie: Gb2 - ilość balastu wysegregowanego po komorze [m3/d]
Gp - dobowa ilość substancji kompostowej po komorze [m3/d]
Gb2 = Gp ⋅ 15% = X [m3/d]
W przeliczeniu na masę, gdy ρn = X [Mg/d]
Gb2 = Gb2 ⋅ ρn
Gb2 = Gb2 ⋅ ρn = X [Mg/d]
1.10.3. Sumaryczna objętość balastu.
Ustawa o odpadach zobowiązuje do minimalizacji odpadów kierowanych na składowisko i wdrażania systemów zintegrowanego gospodarki odpadami. Należy zatem oczekiwać, że balast z zakładów przemysłowych nie obciąży kompostowni.
Gb=Gb1+Gb2
Gb=Gb1+Gb2=X [Mg/d]
1.10.4. Objętość substancji balastowej.
Vsb=
gdzie: Vsb - objętość substancji balastowych [m3]
tg - okres składowania substancji balastowych na terenie kompostowni [d]
tg= 1÷3 [d]
Ze względu na małą odległość do składowiska przyjmuje się tg=1 [d] (balast będzie usuwany na bieżąco na składowisko). Wartość tg zależy od ilości substancji balastowych wydzielanych w urządzeniach kompostowni, od rodzaju taboru wywożącego odpady na składowisko oraz od odległości składowiska od kompostowni.
Vsb=
= X [m3]
1.10.5. Powierzchnia placu składowania substancji balastowej.
Czas przetrzymywania balastu na składowisku 1 [d].
Balast będzie składowany w formie stożka.
Zakładana wysokość pryzm hp=3 [m].
Vs=1/3⋅π⋅r2⋅h
1/3⋅π⋅r2⋅h = X [m3]
Zakładamy współczynnik bezpieczeństwa (drogi technologiczne i zapas powierzchni) równy 2, wówczas powierzchnia placu jest równa:
2⋅π⋅r2 = X
r = X [m]
Balast będzie składowany na placu w kształcie stożka o promieniu r = X [m].
1.11. Niezbędne środki transportowe.
Przyjmujemy objętość śmieciarki.
Typ śmieciarki SM-12.
Dane techniczne pojazdu:
- maksymalna masa pojazdu załadowanego 16 000 [kg]
- pojemność skrzyni ładunkowej V=18.5 [m3]
- objętość balastu
Vsb= X [m3]
= X [-]
Przyjęto X kursów śmieciarki.
1.12. Obliczenia liczby komór.
1.12.1. Liczba komór statycznych (wariant I).
- ilość odpadów kierowanych do kompostowania w ciągu doby (bez balastu)
Qbio = Qd - Gbl
gdzie: Qd - dobowa ilość odpadów [m3/d]
Gd - ilość balastu wysegregowana przed komorą [m3/d]
Qbio = Qd - Gbl = X [m3/d]
???????????????????????????????????????????????????????????????????
- ilość odpadów „bio” dla 7 dni
Qbio7 = Qbio ⋅ 7
Qbio7 = Qbio ⋅ 7 = X [m3/tydz.]
- obliczenie liczby komór Mut-Herhof
= X
Przyjęto X komór + 1 rezerwową
1.12.2. Liczba komór dynamicznych (wariant II).
• Parametry komory dynamicznej
- średnica d = X
- długość l = X
• Objętość komory dynamicznej
Vd = π⋅r2⋅l
Vd = π⋅r2⋅l = X [m3]
• Objętość robocza komory stanowi 80% objętości rzeczywistej
Vrob = Vd ⋅ 80%
Vrob = Vd ⋅ 80% = X [m3]
• Czas przetrzymywania odpadów w komorze tb = 3 [d]
• Ilość odpadów „bio” w ciągu trzech dni
Qbio3 = (Qd - Gbl) ⋅ 3
gdzie: Qd - dobowa ilość odpadów [m3/d]
Gd - ilość balastu wysegregowana przed komorą [m3/d]
Qbio3 = (Qd - Gbl) ⋅ 3 = X [m3/d]
• Liczba biostabilizatorów
= X
Przyjęto X biostabilizatory + 1 rezerwowy.
II. Obliczenia dla roku 2022.
2. Kompostowanie dwustopniowe.
2.1. Dane wyjściowe do projektu.
Liczba mieszkańców 190 000
Udział frakcji organicznej w odpadach komunalnych (stan aktualny) 41%
Udział frakcji organicznej w odpadach komunalnych (perspektywa) 31%
Gęstość nasypowa odpadów komunalnych (stan aktualny) ρodp =155[kg/m3]
Gęstość nasypowa odpadów komunalnych (perspektywa) ρodp =110[kg/m3]
Udział frakcji organicznej w odpadach przemysłowych (stan aktualny) 19%
Udział frakcji organicznej w odpadach przemysłowych (perspektywa) 32%
Jednostkowy objętościowy wskaźnik nagromadzenia odpadów (stan aktualny) Vj = 1,79
Jednostkowy objętościowy wskaźnik nagromadzenia odpadów (perspektywa) Vj = 2,79
Ilość odpadów przemysłowych Qprzem =
Ilość osadów ściekowych Qść =
Współczynnik nierównomierności k1 =
Średnia gęstość nasypowa substancji balastowych ρn =
Wskaźnik efektywności segregacji odpadów komunalnych Ek =
Wskaźnik efektywności segregacji odpadów przemysłowych Ep =
2.2. Łączna ilość odpadów przeznaczona do kompostowania.
Do kompostowania będą przeznaczone odpady z następujących źródeł:
• ze strumienia odpadów komunalnych
• ze strumienia odpadów przemysłowych
• osady ściekowe z oczyszczalni komunalnej
Odpady komunalne
- Ilość odpadów komunalnych
Qkom = LM ⋅ Vj
gdzie: LM - liczba mieszkańców [M]
Vj - jednostkowy objętościowy wskaźnik nagromadzenia odpadów [m3/Ma]
= 340 100 [m3/a]
- Udział frakcji biodegradowalnej w odpadach komunalnych
= 139 441 [m3/a]
- Ilość frakcji biodegradowalnej pochodzenia komunalnego, trafiająca do kompostowni, przy założeniu efektywności wskaźnika segregacji na poziomie E = 40%
= 27888,2 [m3/a]
Odpady przemysłowe
Zakłady przemysłowe
Qprzem = X [m3/a]
- Zakładamy, że w ogólnej masie odpadów przemysłowych, odpady przeznaczone do kompostowania stanowią 30%
= 27888,2 [m3/a]
- Ilość frakcji biodegradowalnej trafiająca do kompostowni, przy założeniu efektywności wskaźnika segregacji na poziomie E = 90%
= 27888,2 [m3/a]
Osady z oczyszczalni ścieków
W oczyszczalni ścieków komunalnych powstaje rocznie
Qos = X [m3/a]
2.3. Dobowa produkcja kompostu.
gdzie: Qd - dobowa ilość odpadów [m3/a]
Qbioc - roczna ilość odpadów
k1 - współczynnik nierównomierności, k1=1,25÷1,3, przyjęto k1 = 1,3
250 - liczba dni roboczych przy 5-dniowym tygodniu pracy
Qbioc = Qbio(kom)* + Qbio(przem)** + Qos
gdzie: Qbio(kom)** - ilość odpadów komunalnych przeznaczonych do kompostowania
Qbio(przem)**- ilość odpadów przemysłowych przeznaczonych do kompostowania
Qos - ilość osadów ściekowych
= X [m3/d]
2.4. Dobowa przepustowość oczyszczalni.
Do zasobni będą wprowadzane odpady komunalne i przemysłowe.
Czas przetrzymywania odpadów w zasobni 7 dni, zatem objętość zasobni Vz:
Vz = (Qd - Qs) ⋅7
Vz = (Qd - Qs⋅1,3) ⋅7 = X [m3]
Zakłada się współczynnik rezerwy 1,5:
Vz = 1,5 ⋅X = X [m3]
2.5. Przepustowość rozdrabniarki.
Przepustowość rozdrabniarki Rv jest równa:
Rv = Qd - Qos
Rv = Qd - Qos = X [m3/h]
2.6. Czas dojrzewania kompostu na placu pryzm.
Zarówno dla kompostowni Mut-Herhof i Mut-Dano przyjęto czas dojrzewania kompostu na placu pryzm 3 miesiące. Zatem obliczenie powierzchni placu pryzmowego będą identyczne w obu przypadkach. Czas dojrzewania kompostu w pryzmach:
tp = 90 dni
2.7. Wymiary pryzm.
W celu uzyskania optymalnych warunków napowietrzania założono
- wysokość pryzm h = 1,5 [m]
- szerokość dolnej podstawy pryzm a = 6 [m]
- szerokość górnej podstawy pryzm b = 2 [m]
2.8. Sumaryczna długość pryzm.
W pierwszym stopniu kompostowania (komora statyczna lub dynamiczna) nastąpi w praktyce redukcja frakcji organicznej do 1/3 objętości wyjściowej. W związku z tym, w drugim stopniu kompostowania, objętość kompostu przeznaczonego do dojrzewania na placu pryzm wyniesie 33% objętości wyjściowej, zatem:
Gp = Qd ⋅ 33%
gdzie: Gp - dobowa ilość substancji kompostowanej po komorze [m3/d]
Gp = X ⋅ 33% = X [m3/d]
- Sumaryczna długość pryzm
∑L =
[m]
gdzie: tp - czas leżakowania kompostu w pryzmach tp = 90 [d]
h - wysokość pryzm h = 1,5 [m]
a - szerokość dolnej podstawy pryzm a = 6 [m]
b - szerokość górnej podstawy pryzm b = 2 [m]
∑L =
= X [m]
Zakładając długość jednej pryzmy 50 [m], ich ilość to X.
2.9. Powierzchnia placu pryzm.
A = K ⋅ Lp ⋅ a ⋅ L [m2]
gdzie: Lp - długość jednej pryzmy [m]
A - powierzchnia placu pryzm [m2]
L - ilość pryzm [szt.]
K - współczynnik zwiększający powierzchnię placu pryzmowego (uwzględnia powierzchnie technologiczne do przerzucania pryzm), przyjęto K = 3,0
A = K ⋅ Lp ⋅ a ⋅ L [m2]
2.10. Składowanie substancji balastowych.
2.10.1. Ilość wysegregowanego balastu przed komorą statyczną (dynamiczną) z odpadów komunalnych.
Dla 2022 należy się spodziewać wyższego uświadomienia społeczeństwa w segregowaniu odpadów. Balast na etapie selektywnej zbiórki odpadów stanowić będzie 15% objętości.
Gbl = (Qd - Qs) ⋅ 15%
gdzie: Gbl - ilość balastu wysegregowanego przed komorą [m3/d]
Gbl = (Qd - Qs) ⋅ 15% = X [m3/d]
W przeliczeniu na masę, gdy ρn = X [Mg/d]
Gbl = Gbl ⋅ ρn
Gbl = Gbl ⋅ ρn = X [Mg/d]
2.10.2. Ilość wysegregowanego balastu po komorze statycznej (dynamicznej) z odpadów komunalnych.
Balast procesowy w postaci frakcji nie ulegającej rozłożeniu w procesie kompostowania będzie oddzielony na etapie ostatecznego rozsortowania kompostu, wyniesie on 10% objętości ilości kompostu otrzymanego.
Gb2 = Gp ⋅ 10%
gdzie: Gb2 - ilość balastu wysegregowanego po komorze [m3/d]
Gp - dobowa ilość substancji kompostowej po komorze [m3/d]
Gb2 = Gp ⋅ 10% = X [m3/d]
W przeliczeniu na masę, gdy ρn = X [Mg/d]
Gb2 = Gb2 ⋅ ρn
Gb2 = Gb2 ⋅ ρn = X [Mg/d]
2.10.3. Sumaryczna objętość balastu.
Ustawa o odpadach zobowiązuje do minimalizacji odpadów kierowanych na składowisko i wdrażania systemów zintegrowanego gospodarki odpadami. Należy zatem oczekiwać, że balast z zakładów przemysłowych nie obciąży kompostowni.
Gb=Gb1+Gb2
Gb=Gb1+Gb2 = X [Mg/d]
2.10.4. Objętość substancji balastowej.
Vsb=
gdzie: Vsb - objętość substancji balastowych [m3]
tg - okres składowania substancji balastowych na terenie kompostowni [d]
tg= 1÷3 [d]
Ze względu na małą odległość do składowiska przyjmuje się tg=1 [d] (balast będzie usuwany na bieżąco na składowisko). Wartość tg zależy od ilości substancji balastowych wydzielanych w urządzeniach kompostowni, od rodzaju taboru wywożącego odpady na składowisko oraz od odległości składowiska od kompostowni.
Vsb=
= X [m3]
2.10.5. Powierzchnia placu składowania substancji balastowej.
Czas przetrzymywania balastu na składowisku 1 [d].
Balast będzie składowany w formie stożka.
Zakładana wysokość pryzm hp=3 [m].
Vs=1/3⋅π⋅r2⋅h
1/3⋅π⋅r2⋅h = X [m3]
Zakładamy współczynnik bezpieczeństwa (drogi technologiczne i zapas powierzchni) równy 2, wówczas powierzchnia placu jest równa:
2⋅π⋅r2 = X
r = X [m]
Balast będzie składowany na placu w kształcie stożka o promieniu r = X [m].
2.11. Niezbędne środki transportowe.
Przyjmujemy objętość śmieciarki.
Typ śmieciarki SM-12.
Dane techniczne pojazdu:
- maksymalna masa pojazdu załadowanego 16 000 [kg]
- pojemność skrzyni ładunkowej V=18.5 [m3]
- objętość balastu
Vsb= X [m3]
= X [-]
Przyjęto X kursów śmieciarki.
2.12. Obliczenia liczby komór.
2.12.1. Liczba komór statycznych (wariant I).
- ilość odpadów kierowanych do kompostowania w ciągu doby (bez balastu)
Qbio = Qd - Gbl
gdzie: Qd - dobowa ilość odpadów [m3/d]
Gd - ilość balastu wysegregowana przed komorą [m3/d]
Qbio = Qd - Gbl = X [m3/d]
Przyjęto stopień napełnienia komory równy 0,8 całkowitej objętości
Vrob = V ⋅ 80%
Vrob = V ⋅ 80% = X [m3]
- ilość odpadów „bio” dla 7 dni
Qbio7 = Qbio ⋅ 7
Qbio7 = Qbio ⋅ 7 = X [m3/tydz.]
- obliczenie liczby komór Mut-Herhof
= X
Przyjęto X komór + 1 rezerwową
2.12.2. Liczba komór dynamicznych (wariant II).
• Parametry komory dynamicznej
- średnica d = X
- długość l = X
• Objętość komory dynamicznej
Vd = π⋅r2⋅l
Vd = π⋅r2⋅l = X [m3]
• Objętość robocza komory stanowi 80% objętości rzeczywistej
Vrob = Vd ⋅ 80%
Vrob = Vd ⋅ 80% = X [m3]
• Czas przetrzymywania odpadów w komorze tb = 3 [d]
• Ilość odpadów „bio” w ciągu trzech dni
Qbio3 = (Qd - Gbl) ⋅ 3
gdzie: Qd - dobowa ilość odpadów [m3/d]
Gd - ilość balastu wysegregowana przed komorą [m3/d]
Qbio3 = (Qd - Gbl) ⋅ 3 = X [m3/d]
• Liczba biostabilizatorów
= X
Przyjęto X biostabilizatory + 1 rezerwowy.