POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA LĄDOWEGO

I INŻYNIERII ŚRODOWISKA

Projekt koncepcyjny kompostowni odpadów.

Joanna Bińkowska

Łukasz Dzik

Gr. 503 L05

Obliczenia ciągu technologicznego.

1. Stan aktualny.

1. Dane wyjściowe do projektu:

• liczba mieszkańców: 140190 [M]

• udział frakcji organicznej w odpadach komunalnych: 40,5 [%]

• gęstość nasypowa odpadów komunalnych: ρ _{odp. kom.} = 131 [kg/m³]

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

• jednostkowy objętościowy wskaźnik nagromadzenia odpadów: v_­j­ = 1,48 [m³/M·a]

• udział frakcji organicznej w odpadach przemysłowych: 19,7 [%]

• ilość odpadów przemysłowych: Q_przem­ = 55018,9 [Mg/a]

• współczynnik nierównomierności: k₁ = 1,25

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

• wskaźnik odzysku (segregacji) odpadów komunalnych: E_k = 10 [%]

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

1. Ilości odpadów kierowane do kompostowania:

I Ilości odpadów kierowane do kompostowania ze strumienia odpadów komunalnych:

1. Ilość odpadów komunalnych

LM - liczba mieszkańców; LM = 140190 [M]

v_j - jednostkowy objętościowy wskaźnik nagromadzenia odpadów; v_j = 1,48 [m³/M·a]

LM - liczba mieszkańców; LM = 140190 [M]

q_j - jednostkowy masowy wskaźnik nagromadzenia odpadów; q_j = 240 [Mg / a]

2. Udział frakcji organicznej biodegradowalnej w odpadach komunalnych wynosi

Q_k = 40,5% = 0,405 - udział frakcji organicznej w odpadach komunalnych

3. Ilość frakcji organicznej biodegradowalnej pochodzenia komunalnego trafiającą do kompostowni w jednostkach masowych:

E_k - wskaźnik odzysku (segregacji) odpadów komunalnych : E_k = 10%

Q_{kom bio} - udział frakcji biodegradowalnej w odpadach komunalnych: Q_{kom bio} = 13626,5 [Mg/a]

4. Ilość frakcji organicznej biodegradowalnej pochodzenia komunalnego trafiającą do kompostowni w jednostkach objętościowych:

ρ _{odp. kom} - gęstość nasypowa odpadów komunalnych: ρ _{odp. kom.} =0,131 [Mg/m³]

Q^* _{kom bio(mas)} - ilość frakcji organicznej biodegradowalnej pochodzenia komunalnego trafiającą do kompostowni w jednostkach masowych: Q^* _{kom bio(mas)} = 1362,7[Mg/a]

II Ilości odpadów kierowane do kompostowania ze strumienia odpadów przemysłowych:

1. Ilość odpadów przemysłowych:

2. Udział frakcji organicznej biodegradowalnej w odpadach przemysłowych wynosi:

Q_p = 19,7% = 0,197 - udział frakcji organicznej w odpadach przemysłowych

3. Ilość frakcji organicznej biodegradowalnej pochodzenia przemysłowego trafiającą do kompostowni w jednostkach masowych:

E_p - wskaźnik odzysku (segregacji) odpadów przemysłowych : E_k = 80%

Q_{przem bio} - udział frakcji biodegradowalnej w odpadach przemysłowych: Q_{przem bio} = 8360,3 [Mg/a]

4. Ilość frakcji organicznej biodegradowalnej pochodzenia przemysłowego trafiającą do kompostowni w jednostkach objętościowych:

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

Q^* _{przem bio(mas)} - ilość frakcji organicznej biodegradowalnej pochodzenia przemysłowego trafiającą do kompostowni w jednostkach masowych: Q^* _{przem bio(mas)} = 6688,2 [Mg/a]

III Ilości osadów ściekowych:

Według planu gospodarki odpadami dla powiatów włoszczowskiego i jędrzejowskiego w oczyszczalniach ścieków roczna ilość produkowanego osadu o uwodnieniu 80% wynosi:

LM - liczba mieszkańców podłączona do kanalizacji miejskiej (przyjęto 50% całkowitej liczby mieszkańców): LM* = 140190 [M]

W_ść - wskaźnik ilości osadów ściekowych o wilgotności 80%: W_ść = 110 kg Osw/M·a

1. Dobowa produkcja 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)} = 10402,3 [m³/a]

Q^* _{przem bio(obj)} - ilość frakcji organicznej biodegradowalnej pochodzenia prrzemysłowego trafiającą do kompostowni w jednostkach objętościowych: Q^* _{przem bio(obj)} = 11147 [m³/a]

Q_ść - ilość osadów ściekowych: Q_ść = 7710,5 [m³/a]

2. Obliczenie dobowego strumienia ogólnej ilości odpadów biodegradowalnych:

250 - liczba dni pracy przy 5 - dniowym tygodniu pracy

k₁ - współczynnik nierównomierności: k₁ = 1,25

1. Dobowa przepustowość zasobni:

Do zasobni odpadów będą wprowadzane odpady komunalne i przemysłowe. Czas maksymalny przetrzymywania odpadów w zasobni przyjmuje się 7 dni.

1. Objętość zasobni (maks. czas przetrzymania odpadów w zasobni przyjmuje się 7 dni)

Q_dob - dobowy strumień ogólnej ilości odpadów: Q_dob = 146 [m³]

Q_{ść dob} - dobowa ilość osadów ściekowych: Q_{ść dob} = Q_ść /250*1,25 = 39 [m³]

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

1. Obliczenie przepustowości rozdrabniarki:

1. Obliczenie przepustowości rozdrabniarki:

Q_dob - dobowy strumień ogólnej ilości odpadów: Q_dob = 146 [m³/d]

Q_{ść dob} - dobowa ilość osadów ściekowych: Q_{ść dob} = Q_ść /250*1,25 = 39 [m³/d]

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

1. Czas dojrzewania kompostu na placu pryzmowym:

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

2. Obliczenie wymiarów pryzm:

b

h = 1,5 [m];

a = 6 [m];

b = 2 [m]

a

3. Obliczenie sumarycznej długości pryzm:

W pierwszym stopniu kompostowania (z komorą statyczną lub dynamiczną) nastąpi redukcja frakcji organicznej do 1/3 objętości wyjściowej. W związku z tym w drugim stopniu kompostowania objętość kompostu przeznaczonego do kompostowania na placu pryzmowym wyniesie 33% objętości wyjściowej, zatem:

1. Obliczenie dobowej ilości substancji kompostowej skierowanej do kompostowania po komorze statycznej lub dynamicznej:

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

G_p - dobowej ilości substancji kompostowej skierowanej do kompostowania po komorze statycznej lub dynamicznej: G_p = 48 [m³/d]

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

a,b,h - wymiary pryzm: a = 6 [m]; b = 2 [m]; h = 1,5 [m]

Zakładając, że długość pryzm będzie wynosić ok. 50 m to liczba pryzm wyniesie ok. 15

1. Obliczenie powierzchni placu pryzmowego (wg E. Kempy):

G_p - dobowej ilości substancji kompostowej skierowanej do kompostowania po komorze statycznej lub dynamicznej: G_p = 48 [m³/d]

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

a,h - wymiary pryzm: a = 6 [m]; h = 1,5 [m]

ΣL - sumaryczna długość pryzm: ΣL = 720 [m]

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

2. Składowisko substancji balastowych:

1. Ilość balastu wysegregowana przed komorą:

Na obecnym etapie selektywna zbiórka nie daje w pełni zadowalających rezultatów. W kompoście znajduje się pewna ilość odpadów nieorganicznych jak szkło, metale, kamienie lub organiczne niebiodegradowalne jak np. tworzywa sztuczne, gumy, skóry. W związku z tym w początkowym okresie wdrażania selektywnej zbiórki w odpadach organicznych komunalnych i przemysłowych balast stanowić będzie 20% objętości.

1. Ilość balastu w jednostkach objętościowych wysegregowanego przed komorą:

Q_dob - dobowy strumień ogólnej ilości odpadów: Q_dob = 146 [m³/d]

Q_{ść dob} - dobowa ilość osadów ściekowych: Q_{ść dob} = Q_ść /250*1,25 = 39 [m³/d]

2. Ilość balastu w jednostkach masowych wysegregowanego przed komorą:

G_b1(obj) - ilość balastu w jedn. objętościowych wysegregowanego przed komorą: G_b1(obj) = 123,1 [m³/d]

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

1. Ilość balastu wysegregowana po pierwszym stopniu kompostowania:

Balast poprocesowy w postaci frakcji nieulegającej rozkładowi w procesach kompostowania stanowi dodatkowe obciążenie. Ilość balastu podprocesowego wyniesie 15% objętości kompostu otrzymanego.

1. Ilość balastu w jednostkach objętościowych wysegregowanego po komorze:

G_p - dobowej ilości substancji kompostowej skierowanej do kompostowania po komorze statycznej lub dynamicznej: G_p = 48 [m³/d]

2. Ilość balastu w jednostkach masowych wysegregowanego po komorze:

G_b2(obj) - Ilość balastu w jedn. objętościowych wysegregowanego po komorze: G_b2(obj) = 7,2 [m³/d]

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

1. Sumaryczna ilość balastu:

1. Obliczenie całkowitej ilości balastu:

G_b1(mas) - Ilość balastu w jedn. masowych wysegregowanego przed komorą: G_b1(mas) = 13 [Mg/d]

G_b2(mas) - Ilość balastu w jedn. masowych wysegregowanego po komorze: G_b2(mas) = 4,3 [Mg/d]

1. Objętość substancji balastowej:

G_bc - całkowita ilość balastu: G_bc = 17,3 [Mg/d]

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

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

2. Powierzchnia gromadzenia balastu:

Balast będzie składowany w formie stożka o założonej wysokości (h = 3 m).

1. Obliczenie powierzchni placu pod 1 dobową masę balastu:

V_s - objętość substancji balastowej: V_s = 30 [m³]

h - wysokość stożka: h = 3 [m]

2. Obliczenie powierzchni placu pod 1 dobową masę balastu z założeniem współczynnika bezpieczeństwa:

P - powierzchnia placu pod 1 dobową masę balastu: P = 91 [m²]

2 - współczynnik bezpieczeństwa (drogi technologiczne i zapas powierzchni wokół stożka)

1. Niezbędne środki transportowe:

Przyjmujemy śmieciarkę typu SN-12. Dane techniczne pojazdu:

• Masa własna:

• Maksymalna masa wypełnienia pojazdu: 16000 [kg]

• Pojemność skrzyni ładunkowej: V_p = 18,5 [m³]

1. Obliczenie niezbędnej liczby kursów śmieciarki:

V_b - objętość substancji balastowej: V_b = 30 [m³]

V_p - pojemność skrzyni ładunkowej: V_p = 18,5 [m³]

Przyjęto niezbędne 2 kursów śmieciarki do odwiezienia balastu na składowisko.

1. Obliczenie liczby komór:

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

1. Obliczenie ilości odpadów kierowanych na kompost:

Q_dob - dobowa ilość odpadów: Q_dob = 146 [m³/d]

G_b1(obj) - Ilość balastu w jedn. objętościowych wysegregowanego przed komorą: G_b1(obj) = 21,4 [m³/d]

2. Obliczenie liczby komór statycznych:

Wymiary komory (wg. producenta):

• Długość a = 10 [m]

• Szerokość b = 5 [m]

• Wysokość h = 4 [m]

• Całkowita objętość komory V_H = 200 [m³]

Przyjęto czas przebywania odpadów w komorze równy 7 dób.

Przyjęto stopień zapełnienia komory równy 80% całkowitej objętości komory.

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

Q^*_bio - dobowa ilość odpadów kierowanych na kompost: Q^*_bio = 125 [m³/d]

l - czas przebywania odpadów w komorze: l = 7 [d]

3. Obliczenie liczby komór statycznych:

Q^*_bio7 - dobowa ilość odpadów kierowanych na kompost: Q^*_bio7 = 875 [m³]

V_{rob H} - robocza objętość komory: V_{rob H} = 160 [m³]

Przyjęto 6 komory statyczne typu Mut-Herhof, z czego jedna jest komorą rezerwową.

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

1. Obliczenie ilości odpadów kierowanych na kompost:

Q_dob - dobowa ilość odpadów: Q_dob = 146 [m³/d]

G_b1(obj) - Ilość balastu w jedn. objętościowych wysegregowanego przed komorą: G_b1(obj) = 21,4 [m³/d]

2. Obliczenie liczby komór dynamicznych:

Wymiary komory (wg. producenta):

• Średnica d = 3,64 [m]

• Długość L = 36 [m]

• Całkowita objętość komory V_D = 374,4 [m³]

Przyjęto czas przebywania odpadów w komorze równy 3 doby.

Przyjęto stopień zapełnienia komory równy 80% całkowitej objętości komory.

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

Q^*_bio - dobowa ilość odpadów kierowanych na kompost: Q^*_bio = 124,6 [m³/d]

l - czas przebywania odpadów w komorze: l = 3 [d]

3. Obliczenie liczby komór dynamicznych:

Q^*_bio7 - dobowa ilość odpadów kierowanych na kompost: Q^*_bio7 = 374 [m³]

V_{rob D} - robocza objętość komory: V_{rob D} = 299,5 [m³]

Przyjęto 1 komór dynamicznych typu Mut-Dano + jedną komorę rezerwową.

1. Obliczenie powierzchni pod budynki:

Rodzaj budynku	Wymiary budynku długość×szerokość×wysokość [m]	Zajęta powierzchnia [m^2]
Budynek socjalno-usługowy	____×____×____
Hala komór	____×____×____
Magazyn kompostu gotowego	____×____×____
Magazyn materiału strukturalnego	____×____×____
Ciągi technologiczne	____×____×____
Drogi i place manewrowe	____×____×____
Plac pryzmowy	____×____×____

12

---