nasze gotowe


POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA ROK AKADEMICKI 2007/08

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA

I INŻYNIERII ŚRODOWISKA

KIERUNEK: INŻYNIERIA ŚRODOWISKA

TECHNIKI PRZERÓBKI ODPADÓW

Projekt technologiczny zakładu unieszkodliwiania odpadów komunalnych metodą pryzm energetycznych.

Wykonali:

Łukasz Gruszczyński

504 OW

Rafał Materkowski

Gr. 502 IK

ZAWARTOŚĆ PROJEKTU:

  1. OPIS TECHNICZNY.

  1. Temat i zakres opracowania projektu.

  2. Opis proponowanej technologii.

  3. Uwarunkowania stosowania technologii pryzm energetycznych.

  4. Założenie projektowe.

  5. Dane wyjściowe.

  6. Wydajność zakładu.

  7. Schemat funkcjonalny Zakładu Unieszkodliwiania Odpadów Komunalnych metodą pryzm energetycznych .

  8. Projektowany bilans strumienia odpadów i produktów poprocesowych.

  9. Dobór podstawowych obiektów technologicznych.

  10. Dobór wyposażenia technologicznego.

  11. Sterowanie procesem technologicznym.

  12. Charakterystyka elementów wyposażenia Zakładu Unieszkodliwiania Odpadów Komunalnych metodą pryzm energetycznych.

  13. Wpływ Zakładu Unieszkodliwiania Odpadów Komunalnych metodą pryzm energetycznych na środowisko.

  14. Zagospodarowanie produktów poprocesowych.

  1. RYSUNKI.

  1. Rzut pryzmy energetycznej.

  2. Przekrój poprzeczny przez pryzmę.

  3. Przekrój podłużny przez pryzmę.

  4. Schemat technologiczny Zakładu Unieszkodliwiania Odpadów metodą pryzm energetycznych.

I. OPIS TECHNICZNY.

  1. Temat i zakres opracowania projektu.

Tematem opracowania jest projekt technologiczny Zakładu Unieszkodliwiania Odpadów Komunalnych (ZUOK) o wydajności 36612,24 [Mg/a] w stanie aktualnym (2007 rok), oraz 41842,56 [Mg/a] w stanie perspektywistycznym (2027 rok) dla liczby mieszkańców 24 800. Projektowany zakład oparty jest na technologii unieszkodliwiania odpadów metodą pryzm energetycznych.

Zakres opracowania obejmuje:

  1. Opis proponowanej technologii.

Technologia unieszkodliwiania odpadów metodą pryzm energetycznych oparta jest na procesie fermentacji metanowej. Technologia ta wykorzystuje w sposób celowy mikrobiologiczne procesy przemiany bakterii dla uzyskania rozkładu i przekształcenia zawartych w odpadach substancji organicznych w użyteczne produkty, tj biogaz i ziemia poprocesowa. Pozostałe odpady najczęściej w postaci balastu są oddzielane i recyklingowane, pozostałości trafiają na składowisko.

Na samym początku odpady komunalne trafiają do zakładu unieszkodliwiania odpadów, a dokładniej na plac przyjmowania odpadów. Tam są ważone i rejestrowane. Następnie są rozdrabniane i układane w pryzmach. Pryzma musi być uprzednio przygotowana w odpowiedni sposób, tj musi być zabezpieczona przed odpływem odcieków. Tzn z warstwy gleby rodzimej (najlepiej iłu lub gliny) zdejmuje się warstwę humusu i usypuje się warstwę piasku. Na warstwie piasku układa się geomembranę o grubości 2mm. Na geomembranę znów usypuje się warstwę piasku o miąższości 0,3 do 0,5 m. Na środku pryzmy na dnie posadawia się dren zbierający odcieki z pryzmy. Na tak przygotowanym podłożu kładzie się odpady wbudowując w nie czujniki oraz instalację do nawadniania i odbioru biogazu. Po uformowaniu odpowiedniej wielkości pryzmy i zagęszczeniu jej kompaktorem przykrywa się ją warstwą izolującą w postaci np. słomy (ok. 0,3m), następnie warstwą izolacyjną w postaci gliny lub iłu (0,6m), a wszystko przykrywa się warstwą humusu (0,3m). Na warstwie humusu zaleca się posadzić roślinność zmniejszającą uciążliwości i poprawiającą walory estetyczne pryzm. Pierwsza pryzma powstaje w ciągu pierwszego półrocza, a druga w drugim półroczu. Po powstaniu pryzmy i po zamontowaniu wszystkich urządzeń zaczyna się proces fermentacji, który w początkowym etapie jest niestabilny i trwa do sześciu miesięcy. W procesie fermentacji powstają odcieki, które są recyrkulowane, a proces ten jest zautomatyzowany w taki sposób aby utrzymać najlepsze parametry (wilgotność 60-70%, temperatura 35-37oC, optymalne pH 6,8-7,4). Proces fermentacji metanowej to proces, w którym przeważają procesy kwaśne, dlatego też do recyrkulatu dodawane jest wapno w postaci mleka wapiennego, które podnosi pH.

Cykl eksploatacji pryzm energetycznych twa pięć lat. Następnie pryzmy są odsłaniane a przefermentowana masa ulega rozsortowaniu na sitach. W trakcie sortowania następnie jednoczesne oddzielenie przefermentowanej masy od pozostałego metalu oraz balastu. Powstała w ten sposób ziemia poprocesowa jest bogata w substancje nawozowe i może być wykorzystywana jako nawóz. Gleba poprocesowa wykorzystywana może być również jako kompost do rekultywacji gruntów zdegradowanych.

Z pryzmy energetycznej pozyskuje się energię cieplną, którą uzyskuje się ze spalenia biogazu w generatorach prądotwórczych oraz energię elektryczną. Ta pierwsza jest wykorzystywana do ogrzewania (utrzymywania stałej temperatury) pryzm, budynków, obiektów w których przebywają pracownicy. Podobnie jest z energią elektryczną, która jest wykorzystywana na cele zakładu, natomiast nadmiar energii jest sprzedawana do sieci energetycznej.

  1. Uwarunkowania stosowania technologii pryzm energetycznych.

zakład na stronie zawietrznej (w celu ograniczenia roznoszenia zapachów)

  1. Założenie projektowe.

Zakład Unieszkodliwiania Odpadów przyjmuje odpady komunalne, masę zieloną oraz osady ściekowe.

Odpady kierowane do pryzm powinny być:

Przez pierwsze pół roku formowana jest jedna pryzma, przez drugie pół roku druga pryzma. Zatem w ciągu jednego roku powstają dwie pryzmy, natomiast przez pięć lat uformowanych zostanie 10 pryzm. W piątym roku w drugim kwartale przewiduje się pryzmę zapasową, do której będą kierowane odpady dla pryzmy pierwszej, która w tym czasie będzie rozbierana.

W pryzmach prowadzona będzie prowadzona fermentacja metanowa, sucha (o wilgotności maksymalnie 80 %), mezofilna ( temperatura 35o - 37 oC ), jednostopniowa, okresowa (o założonym czasie fermentacji odpadów 5 lat).

Działanie pryzm energetycznych oparte na beztlenowym procesie fermentacji matanowej wykorzystuje w celowy sposób mikrobiologiczne procesy przemiany bakterii dla uzyskania rozkładu i przekształcenia zawartych w odpadach substancji organicznych w użyteczne produkty (biogaz, ziemia poprocesowa). Dla prawidłowego katabolizmu substratów organicznych muszą współistnieć cztery fazy rozkładu:

Parametry procesu fermentacji:

Zakładamy okres produkcji biogazu 5 lat. Dla potrzeb projektu przyjęto moc generowaną przez 1m3 biogazu równą 5 kWh.

Ziemia poprocesowa jest ustabilizowana i odwodniona (do 30 - 35 %). Ma ziemisty zapach i wygląd. W porównaniu do kompostu wykazuje mniejszy udział składników szkodliwych i ma strukturę drobnoziarnistą.

  1. Dane wyjściowe.

5.1. Strumień odpadów kierowanych na pryzmę dla stanu aktualnego (2007 rok).

0x01 graphic
LM * Vj [m3/a] - w jednostkach objętościowych

0x01 graphic
24800 * 1,33 = 32984 [m3/a]

0x01 graphic
0x01 graphic
* qkom [Mg/a] - w jednostkach masowych

0x01 graphic
32984 [m3/a]* 1,11 [Mg/m3] = 36612,24 [Mg/a]

5.2. Strumień odpadów kierowanych na pryzmę dla stanu perspektywistycznego (2027 rok).

0x01 graphic
LM * Vj [m3/a] - w jednostkach objętościowych

0x01 graphic
24800 * 1,52 = 37696 [m3/a]

0x01 graphic
0x01 graphic
* qkom [Mg/a] - w jednostkach masowych

0x01 graphic
37696 [m3/a]* 1,11 [Mg/m3] = 41842,56 [Mg/a]

5.3. Załącznik: Tabela nr 3. Obliczenie wielkości nadwyżki energii i przychodów ze sprzedaży.

  1. Wydajność zakładu.

Strumień odpadów kierowanych na pryzmę dla stanu aktualnego (2007 rok) wynosi Qva = 32984 m3/a, czyli w przeliczeniu na jednostki masowe Qma = 36612,24 Mg/a.

Strumień odpadów kierowanych na pryzmę dla stanu perspektywistycznego (2027 rok) wynosi Qvp = 37696m3/a, czyli po przeliczeniu na jednostki masowe jest to

Qmp = 41842,56 Mg/a.

  1. Schemat funkcjonalny Zakładu Unieszkodliwiania Odpadów Komunalnych metodą pryzm energetycznych .

7.1. Schemat funkcjonalny ZUOK metodą pryzm energetycznych

7.2. Schemat funkcjonowania ZUOK metodą pryzm energetycznych obejmuje:

Czas pracy wynosi 8 h roboczych w ciągu doby.

8. Projektowany bilans strumienia odpadów i produktów poprocesowych.

8.1. Strumień odpadów przywożonych do zakładu.

Jednostka

2007

2012

2017

2022

2027

Odpady komunalne zmieszane

Mg/a

36 455

38 303

40 151

42 000

43 848

8.2. Strumień produktów poprocesowych:

Jednostki

2007

2012

2017

2022

2027

Biogaz

20%

m3/h

187,27

699,60

733,36

767,12

800,88

Ziemia poproc.

28%

Mg/a

10207,4

10724,84

11242,28

11760

12277,44

Balast

52%

Mg/a

18956,6

19917,56

20878,52

21840

22800,96

9. Dobór podstawowych obiektów technologicznych.

9.1. Pryzmy energetyczne w poszczególnych latach eksploatacji.

Załącznik: Tabela nr 1. Obliczenie pojemności pryzm.

Obliczenie wymiarów pryzmy.

Obj. pryzmy: V = 19775 m3

Dopuszczalna obj. pryzmy: Vdop = V + 2% * V = 19775 + 395,5 = 20170,5 m3

Przybliżenie I:

Wymiary pryzmy energetycznej:

0x01 graphic

VC = V1 + V2 + V3 + V4 = 20690 m3

VC = 20690 m3 0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic
warunek nie został spełniony

Przybliżenie II:

Wymiary pryzmy energetycznej:

0x01 graphic

VC = V1 + V2 + V3 + V4 = 20570,4 m3

VC = 20570,4 m3 0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic
warunek nie został spełniony

Przybliżenie III:

Wymiary pryzmy energetycznej:

0x01 graphic

VC = V1 + V2 + V3 + V4 = 19880 m3

VC = 19880 m3 0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic
warunek został spełniony

Przyjęto wymiary pryzmy z przybliżenia III.

    1. Plac przyjmowania odpadów:

V odp = 0x01 graphic

Obliczenie powierzchni placu odpadów F [m2]

0x01 graphic

V odp = 0x01 graphic

Obliczenie powierzchni placu odpadów F [m2]

0x01 graphic

Przyjęto plac o wymiarach 10 x 15m z rezerwę placu do wymiarów w perspektywie na 10 x 18,1m.

    1. Składowisko odpadów balastowych.

0x01 graphic

20 - liczba lat [a]

a - ilość balastu w 2017 roku ; a = 20 878,52 [Mg/a]

0,8 - zagęszczenie odpadów w pryzmie

0x01 graphic

0x01 graphic

F=0x01 graphic
=104394 [m2]

    1. Plac przesiewania.

Na placu zakłada się przesiewanie balastu o frakcji większej od 60 [mm] (przesiewanie na sicie pracującym 8h/dobę).

0x01 graphic

    1. Stacja ujmowania biogazu.

Zaprojektowano stację ujmowania biogazu o wydajności maksymalnej 800,88[m3/h].

Załącznik: Tabela nr 2.

    1. Dobór pochodni.

Przyjęto pochodnię o maksymalnej wydajności 800,88[m3/h]

    1. Biofiltr.

Wydajność biofiltru wynosi 30÷90 [m3/m2h]

Przyjmujemy wydajność równą 78 [m3/m2h]

0x01 graphic

0x01 graphic

Przyjęto 2 studzienki o promieniu r = 0,9 m każda, przy czym każda studzienka składa się z 3 kręgów.

Środkowy krąg stanowi biofiltr o wysokości 0,5 m.

Biofiltr wypełniony jest kompostem.

    1. Bioelektrownia.

Załącznik: Tabela nr 2. Obliczenie ilości biogazu generowanego przez pryzmy energetyczne.

Wykres ilości biogazu generowanego przez pryzmy energetyczne w poszczególnych latach eksploatacji.

0x01 graphic

  1. Dobór wyposażenia technologicznego.

Do obsługi kompostowni przewiduje się następujące urządzenia peryferyjne:

a) rozdrabniarko-mieszarka do rozdrabniania, mieszania i homogenizacji materiału.

Rozdrabniarko-mieszarka MASHMASTER 1300 SE

Charakteryzuje się ona:

 małą hałaśliwością;

 małym pyleniem i kurzeniem;

 dużą odpornością na zabrudzenia mechaniczne znajdujące się w materiale kompostowym;

 dużą odpornością części rozdrabniających na ścieranie;

 zwiększonym bezpieczeństwem dla załogi;

 odpowiednią wielkością rozdrobnionej frakcji.

wydajność od 80 kg/h - 3000 kg/h

Rozdrabnianie materiału następuje poprzez przeciskanie materiału pomiędzy czterema

wolnoobrotowymi ślimakami rozdrabniającymi i grzebień rozdzielający. Ostateczne

rozdrobnienie do żądanej frakcji następuje na koszach sitowych. Przeciskanie materiału

odbywa się od góry do dołu.

Hydrauliczny napęd walców przenoszony jest z dwóch silników elektrycznych o łącznej

mocy 150 kW.

Regulacja obrotów uzależniona jest od obciążenia walców rozdrabnianym materiałem.

Istnieje możliwość regulacji wydajności poprzez bezstopniową regulację obrotów walców.

Odpowiednie uziarnienie rozdrobnionego materiału uzyskiwane jest poprzez wybór

perforacji kosza sitowego. Dla ich wymiany zostają one hydraulicznie wysuwane ku tyłowi i

tam wymieniane przy pomocy podnośnika hydraulicznego.

Zsuwnie boczne zasobnika są opuszczane i podnoszone hydraulicznie. Hydraulicznie

ustawiany jest również kąt nachylenia przenośnika odbierającego.

Rozdrabniarka musi rozdrobnić strumień odpadów trafiających do zakładu tj 36612,24 Mg/a = 146,44 Mg/d. Jeżeli zakładamy, że rozdrabniarka będzie pracować przez 8h to wydajność wyniesie 146,44/8=18,3 Mg/h

b) ładowarka samojezdna do podawania materiału do rozdrabniarki oraz układania

pryzm

dobrano Ładowarke Ł-34 B

Ładowarka wyposażona jest w silnik wysokoprężny z turbodoładowaniem i bezpośrednim

wtryskiem paliwa o mocy 162 kW. Skrzynia biegów posiada cztery biegi do przodu i cztery

do tyłu. Napęd na cztery koła z przekładnią planetarną w piastach kół.

Most przedni mocowany sztywno na ramie przegubowej, most tylny mocowany wahliwie

o kącie wahania ± 13º. Napęd hydrauliczny z hydraulicznym układem śledzenia zapewnia

płynne i precyzyjne sterowanie przy każdej prędkości obrotowej silnika. Kąt skrętu w lewo

lub w prawo - 40º

Osprzęt roboczy ładowarki

Rodzaj łyżki

Standard

Pojemność wg SAE [m3]

3,4

Max. wysokość wysypu przy kącie otwarcia 45[m]

3,1

Max. odległość wysypu przy kącie otwarcia 45 [m]

1,07

Masa eksploatacyjna ładowarki [t]

19,70

- Chwytak o udźwigu 5,5 t

 Widły o udźwigu 5 t

 Łyżka do ścierów

- Nożyce do ścinania drzew o średnicy 520 mm.

c) kompaktor

Dobrano kompaktor firmy BOMAG BC 601 RB - masa własna 31 ton.

Parametry sprzętu:

d ) koparka

dobrano koparkę gąsienicową O&K RH6
łyżka 1m3
Silnik DEUTZ (5 cylidrów)
waga: 19 ton

e) przesiewarka (sito mobilne)

dobrano przesiewacz firmy Luxor
Zastosowanie przesiewacza umożliwia wydzielenie ze strumienia nadawy
(np. odpadów komunalnych, budowlanych, gruzu, kruszywa) jednej lub kilku frakcji o
różnej granulacji (np. 0-40 mm; 40-160 mm; >160 mm).

Przepustowość 12-15 ton

  1. Sterowanie procesem technologicznym.

Można sterować następującymi parametrami:

W przypadku jednoczesnego spadku temperatury i wilgotności w pryzmie zadbanie o wzrost wilgotności jest pierwszoplanowe.

W pryzmie znajdują się czujniki do pomiaru wilgotności, podłączone do regulatora, gdy wilgotność spada poniżej zakresu optymalnego regulator daje sygnał do zaworu elektromagnetycznego, który otwiera dopływ recyrkulatu do pryzmy. Regulacja temperatury odbywa się za pomocą wymiennika ciepła, który podgrzewa odcieki do optymalnej temperatury.

11.1.Sterowanie przepływem biogazu:

Ilość biogazu

[m3/h]

Zawartość

CH4 [%]

0 - A

30 - A

> A

0 - 25%

B

B

B

25 - 45%

B

P

P

> 45%

B

P

G

gdzie:

B - biofiltr; P - pochodnia;G - generator

A = 197 [m3/h] * 60% = 118,2 [m3/h]

gdzie:

-197 [Nm3/h] to zużycie biogazu przez agregat prądotwórczy 300[kW]

  1. Charakterystyka elementów wyposażenia Zakładu Unieszkodliwiania Odpadów Komunalnych metodą pryzm energetycznych.

12.1. Obiekty towarzyszące:

12.2. Infrastruktura techniczna:

12.3. Zieleń

Wokół zakładu zaprojektowano pas zieleni o szerokości minimum 10[m]. Pas ten stanowi głównie zasiana trawa oraz zasadzone krzewy i niewielkie drzewa.

  1. Wpływ zakładu unieszkodliwiania odpadów komunalnych na środowisko:

13.1. Potencjalne źródła uciążliwości

13.2. Sposoby ograniczenia uciążliwości.

14. Zagospodarowanie produktów poprocesowych.

Produkty powstające w procesie zawracane są do naturalnego obiegu materii, głównie biogaz, który zawiera do 85 % metanu i jest wysokoenergetycznym paliwem i zostaje wykorzystany do produkcji energii przyjaznej dla środowiska. Ponadto zostaje on w pełni przetworzony energetycznie przy użyciu agregatów prądotwórczych.

Ziemia poprocesowa wytworzona w wyniku składowania odpadów po rozsortowaniu na sitach kierowana jest do wykorzystania rolniczego

Substancje balastowe oddzielone na sitach znajdą zastosowanie jako nowe warstwy inertne na składowiskach odpadów.




Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
SCR gotowe nasze
SURDOPED nasze
ODWODNIENIE gotowe
Nasze opracowanie pytań 1 40
nasze forum 1 2 [2005] hipoterapia i dogoterapia
JONY UJEMNE A NASZE ZDROWIE
nasze forum 3 4 [2003] Metoda Ruchu Rozwijającego Weroniki Sherborne
niebieskie 2, ❀KODY RAMEK I INNE, Gotowe tła do rozmówek
54 - Kod ramki, RAMKI NA CHOMIKA, Gotowe kody do małych ramek
przyroda kl IV poznajemy nasze otoczenie 1, KLASA 4
Ramka(115), MOJE RAMKI GOTOWE ZBIERANA Z INNYCH CHOMICZKOW
Sobota - 14, GOTOWE POZDROWIENIA 1
28 - Kod ramki(1), RAMKI NA CHOMIKA, Gotowe kody do średnich ramek
Ramka z kwiatami w kolorze brązu, MOJE RAMKI GOTOWE ZBIERANA Z INNYCH CHOMICZKOW

więcej podobnych podstron