POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

PROJEKT

KONCEPCYJNO-TECHNOLOGICZNY

MECHANICZNO- BIOLOGICZNEGO PRZETWARZANIA

DLA MIASTA SŁUPSK

WYKONAŁY :

Elżbieta Wóltańska

Sylwia Straszewska

Elwira Pawlak

gr.ZWUSiO

1. Część studialna.

1 .1 Podstawy teoretyczne zastosowanego procesu unieszkodliwiania odpadów.

Mechaniczno-biologiczne przetwarzanie (MBP) odpadów to zespół mechanicznych i biologicznych technik przetwarzania odpadów, których dobór i efektywność są podporządkowane:

-celowi przygotowania odpadów do składowania i/lub odzysku,

-celowi przetwarzania i sposobowi zagospodarowania produktów

oraz dostosowane do rodzaju obrabianych odpadów.

Podstawowym celem tej technologii jest znaczne zmniejszenie masy odpadów. Uzyskuje się to poprzez wydzielenie z odpadów składników użytecznych (takich, jak: metale, papier, składniki mineralne) oraz biologiczny rozkład frakcji organicznej w warunkach tlenowych i beztlenowych, a także intensywne odwadnianie i nawadnianie.  Pozostała substancja stała stanowi użyteczną frakcję o wysokiej wartości opałowej. Rozbudowa technologii o kolejne procesy jednostkowe pozwala dodatkowo zmniejszyć masę dzięki usunięciu części wody (osuszanie, końcowe kompostowanie).

Najważniejsze zalety technologii, poza dużym zmniejszeniem masy odpadów to: niewielkie zapotrzebowanie powierzchni, wysoki stopień automatyzacji, daleko idąca samowystarczalność energetyczna oraz bardzo skuteczna ochrona przed emisjami dzięki innowacyjnemu zarządzaniu powietrzem. Dzięki zastosowaniu odpowiedniej obróbki dodatkowej stwarzane są warunki, które pozwalają na wykorzystanie wszystkich znanych rozwiązań wykorzystania i unieszkodliwiania odpadów.

Instalacja do mechaniczno-biologicznego przetwarzania (MBP) składa się z dwóch części: mechanicznej i biologicznej.

W części mechanicznej następuje wydzielenie frakcji przeznaczonej do procesu biologicznego przetwarzania. Frakcja ta może zostać poddana działaniu separatorów metali żelaznych, nieżelaznych oraz powietrznych czy segregacji manualnej w zależności od składu odpadów i uwarunkowań ekonomicznych.

Z frakcji pozostałej nie przeznaczonej do procesu biologicznego przetwarzania mogą zostać wydzielone surowce wtórne lub frakcja wysokokaloryczna, która z kolei dalej może zostać przetworzona na paliwo. Rodzaj zastosowanej techniki uzależniony jest tu od ilości, składu oraz uwarunkowań ekonomicznych.

W części biologicznej wykorzystywane są procesy tlenowe a więc biologiczne przetwarzanie. Materiałem wejściowym jest tu frakcja zawierająca odpady biodegradowalne wydzielona z odpadów komunalnych czy też pozostałości z odpadów komunalnych, oraz osady ściekowe.

Rodzaj materiału wsadowego:

• frakcja zawierająca odpady biodegradowalne mechanicznie wydzielona z odpadów komunalnych

• odpady komunalne pozostałe (resztkowe),

• odpady "mokre" w przypadku wprowadzenia systemu selektywnej zbiórki z podziałem na tzw. "suche" i "mokre"

1 .2 Przegląd stosowanych metod.

Biologiczne przetwarzanie odpadów organicznych.

Kompostowanie odpadów polega na niskotemperaturowym tlenowym rozkładzie substancji organicznych pochodzenia komunalnego, przemysłowego i rolniczego (biomasy) z udziałem mikroorganizmów. Proces kompostowania może być prowadzony tylko w warunkach naturalnych (pryzmach) lub bioreaktorach (kompostowanie wstępne) i w pryzmach.

Biologiczne przetwarzanie w warunkach naturalnych jest najprostsze ze wszystkich

metod, a prowadzić je można w różnego rodzaju pryzmach:

• otwartych, bez wstępnego przygotowania,

• otwartych, ze wstępnym rozdrobnieniem,

• otwartych lub osłoniętych, ze wstępnym sterowaniem procesu rozkładu,

• otwartych lub osłoniętych, z rozdrabnianiem i ze wstępnym sterowaniem
  procesu rozkładu,

• osłoniętych czasowo lub stale.

Biologiczne przetwarzanie w pryzmach, w warunkach naturalnych, prowadzi się jedno-lub dwuetapowo. Jednoetapowo wówczas, gdy masa odpadów nie jest wstępnie kompostowana w urządzeniach typu biostabilizator, wtedy proces trwa od 3 do 7 miesięcy. O procesie dwuetapowym mówimy wówczas, gdy kompost grzejny, otrzymany po kompostowaniu wstępnym, w drugim etapie dojrzewa w pryzmach w warunkach naturalnych. W takiej sytuacji okres jego dojrzewania może być skró­cony do 8 - 12 tygodni.

W kraju powstaje coraz więcej projektów opartych o tę najprostszą formę kompostowania pryzmowego. Proponowane rozwiązania są dostosowane do możliwości finansowych gmin, ale warunkiem podstawowym powodzenia tych rozwiązań jest wprowadzenie selektywnej zbiórki odpadów organicznych.

Przykładem pryzmowych metod kompostowania może być technologia PP (przyspieszonego pryzmowania), zaprojektowana przez GK-P Abrys. Tech­nologia ta cechuje się selektywną zbiórką materiału do kompostowania w spe­cjalnie do tego przygotowanych pojemnikach o nazwie „Compostainer" i pryzmowym charakterem prowadzenia procesu. Ze względu na odpowiednią kon­strukcję pojemników, przeznaczone do kompostowania bioodpady, nawet po 2 tygodniach ich przechowywania nie zmieniają odczynu.

Biologiczne przetwarzanie z udziałem bioreaktorów jest prowadzone w dwóch eta­pach:

I etap - kompostowanie wstępne w urządzeniach (bioreaktorach otwartych i zamkniętych).

II etap - dojrzewanie kompostu w pryzmach lub w komorach zamkniętych.
Biologiczne przetwarzanie wstępne może być przeprowadzane z zastosowaniem:

• urządzeń otwartych,

• urządzeń okresowo osłaniających pryzmy,

• urządzeń zamkniętych (bioreaktorów) statycznych lub dynamicznych,

• złóż wieżowych (reaktory kolumnowe).

W ostatnich latach obserwuje się rozwój kompostowania prowadzonego jako procesy otwarte, tzn. różnego typu sztucznie napowietrzonych płytach kom­postowych (np. system Hazemag, Yoest Alpine). Proces ten obejmuje kompos­towanie odpadów zielonych, pochodzących z selektywnej zbiórki. Pozwala (w przypadku całkowitego obudowania płyty kompostowej) na uzyskanie takich sa­mych efektów, jak w komorach zamkniętych, przy czym kompostowanie może być prowadzone do ustania intensywnej mineralizacji i humifikacji. Pozwala to na znaczne skrócenie czasu kompostowania (6-8 tygodni), ale powoduje wzrost kosztów inwestycyjnych eksploatacyjnych.

Podstawowe urządzenia w tym procesie to: rozdrabniarka, sita, klasyfikator aerodynamiczny i układ wentylacyjny.

Biologiczne przetwarzanie wstępne z zastosowaniem urządzeń okresowo os­łaniających pryzmy (np. w okresie do 35 dni) to m.in. system Biotank oraz Baden-Baden. W urządzeniach typu Biotank istotą systemu jest przesuwna przesłona poruszająca się po obwodzie okręgu, na którym usypuje się pryzmę o wys. 7 m i szer. podstawy 14 m. Pryzmę tę, w czasie usypywania i pierwszej fazy kompos­towania, przykrywa się ze wszystkich stron żelbetonową lub stalową osłoną w kształcie podwójnego trapezu, poruszaną na szynach. Czas takiego przykrycia pryzmy wynosi 28-35 dni, a następnie, w okresie 2-3 miesięcy, proces dojrzewania prowadzi się już bez przykrycia. W trakcie całego procesu pryzma jest na­powietrzana sprężonym powietrzem, rozprowadzanym w jej podstawie. Zalety tak prowadzonego procesu to optymalne wykorzystanie terenu oraz oszczędność czasu i sprzętu ze względu na to, że nie przerzuca się pryzm. Wadami tego procesu są: wysuszanie odpadów w pobliżu drenażu napowietrzającego i konieczność wprowadzenia kontroli napowietrzania.

W metodzie Baden-Baden zasada prowadzenia procesu jest bardzo podobna.

W komorach zamkniętych (bioreaktor, bioboks) zachodzi proces statyczny (np. system Blauberen, MUT-Herhof). Oznacza to zamknięte pomieszczenie, z wymuszanym przewietrzaniem, najczęściej prowadzonym przez podłogę, z pełną kontrolą odbieranego z procesu powietrza. Przy tak prowadzonym procesie maksymalny rozkład substancji organicznej, przy jednoczesnej higienizacji wsadu, następuje w ciągu 7-14 dni. Po takim czasie uzyskuje się kompost (grzejny) świeży, który poddawany jest procesowi dojrzewania w pryzmach.

W technologii MUT-Herhof zwraca uwagę fakt, że intensywne dojrzewanie przebiega w systemie zamkniętym, prowadzenie procesu odbywa się przy minimalnej emisji powietrza procesowego oraz przy małej ilości wód odciekowych (pozostają one w obiegu zamkniętym), co prowadzi do pełnej higienizacji materiału wsadowego. W procesie tym rozkładają się głównie bioodpady (kuchenne, ogrodowe, z chowu zwierząt itp., pochodzące z selektywnej zbiórki, odpady zielone dowożone z zakładów zieleni, wysegregowane odpady ze sklepów i targów warzywnych oraz osady z oczyszczalni ścieków, przefermentowane lub świeże, o małej zawartości metali ciężkich).

Podstawowym elementem omawianej technologii jest bioreaktor, szczelnie zamknięty betonowy zbiornik z izolacją cieplną. Dojrzewanie intensywne prze­biega w czterech fazach:

• faza nagrzewu, wzrost temperatury do ok. 40°C,

• faza główna rozkładu, która przebiega w temperaturze 40-50°C,

• faza higienizacji materiału przebiegająca w ciągu trzech dni w temperaturze 60°C (na odpływie powietrza),

• faza ochłodzenia oraz odwodnienia masy kompostowej do optymalnej za­ wartości wody, wynoszącej ok. 45%.

Biologiczne przetwarzanie odpadów komunalnych w komorach bębnowych obroto­wych (bioreaktor dynamiczny) wg systemu MUT-DANO

Zasadniczym elementem technologicznym systemu DANO jest tzw. biostabilizator - komora rotacyjna o długości 34 m i średnicy 3,5 m. Posiada ona stalowy płaszcz, wyposażony w płytę czołową, przez którą następuje zsyp odpadów oraz płytę zamykającą, z zasuwami umożliwiającymi spust materiału po zakończeniu procesu. Odpady komunalne wypełniają najczęściej 2/3 objętoś­ci biostabilizatora. Odpowiednie ich ilości są wprowadzane za pomocą zespołu urządzeń podających i równocześnie następuje odprowadzanie odpowiedniej ilości przetworzonej masy. Biostabilizator obraca się na łożyskach rolkowych z prędkością 0,6 obr.|/min podczas pierwszej zmiany dziennej oraz z szybkością 0,8 obr./min w pozostałym czasie. W zależności od potrzeb prędkość można w dowolny sposób regulować, natomiast sam proces odbywa się w sposób ciągły.

Biostabilizator jest urządzeniem wielofunkcyjnym, którego głównym zadaniem jest rozdrobnienie odpadów, a raczej tych składników masy, które w wyniku procesów ścierania wilgotnych odpadów ulegną rozdrobnieniu. Można określić tę operację jako selektywne rozdrabnianie. Z doświadczeń wiadomo, że w tych wa­runkach ulegają mu jedynie odpady roślinne i zwierzęce, a także papier. Zdecy­dowanie nie ulegają rozdrobnieniu takie materiały, jak tworzywa sztuczne, tek­stylne, szkło, metale itp., ale jest możliwe wydzielenie z masy wychodzącej z bio­stabilizatora tych nie rozdrobnionych materiałów przez odsiewanie i w efekcie uzyskuje się materiał do dalszego kompostowania.

W porównaniu z innymi systemami, rozdrabnianie w biostabilizatorze daje znacznie lepszy materiał do dalszego kompostowania. Ponadto jest to proces mniej energochłonny niż np. rozdrabnianie w rozdrabniarkach młotkowych, sto­sowane w innych technologiach kompostowania.

1 .3 Szczegółowy opis techniczny wybranej metody.

Wybrano metodę biologicznego przetwarzania w systemie Dano. Jest to sposób przetwarzania odpadów w komorze zamkniętej w warunkach dynamicznych.

W pierwszym etapie następuje rozdrobnienie materiału, odsianie i wyelimi­nowanie części nie nadających się do biologicznego przetwarzania, szkła i innych elementów twardych. W instalacjach proces ten przebiega następująco: od­pady są ładowane do zbiornika magazynowego. Z niego, przy zastosowaniu urządzeń do transportu wewnętrznego (stół z podłogą przesuwną), surowiec jest podawany bezpośrednio do biostabilizatora. Usuwaniem odpadów wielkogabarytowych, które mogą się zna­leźć w masie odpadów przed biostabilizatorem zajmuje się stanowisko do ich wydzielania.

W biostabilizatorze rozpoczyna się proces rozkładu tlenowego (przy zacho­waniu odpowiedniej temperatury i wilgotności), w czasie którego wydziela się ciepło, reakcja egzotermiczna przyspieszająca rozwój mikroorganizmów z grupy mezofilnych i termofilnych. Wstępną higienizację masy uzyskuje się przez utrzymanie temperatury 55-65°C w czasie 24-48 godzin, natomiast pełna higienizacja na­stępuje w trakcie dojrzewania i stabilizacji kompostu w pryzmach. Czas przebywania wsadu w I węźle (najbardziej intensywna faza kompostowania) trwa 24-48 godzin.

Po wyjściu z biostabilizatora przetworzona masa poddawana jest do przesiewacza bębnowego. Frakcja 10-100mm oraz >100mm odprowadzana jest na separatory elektromagnetyczne, frakcja 0-10mm odprowadzana jest na składowisko. Separator elektromagnetyczny który wychwytuje drobne części żelazne wydzieli metale żelazne, następnie odpady systemem przenośników taśmowych wędrują do separatorów metali kolorowych, gdzie wydzielone zostaną metale kolorowe. Pozostałe odpady dostają się do separatora elektrostatycznego, tu wydzielane są tworzywa sztuczne. Po wyjściu z separatora elektrostatycznego odpady przechodzą do klasyfikatora powietrznego a następnie do odbiciowego separatora części twardych. W klasyfikatorze powietrznym oddzielone zostaną od odpadów papier i materiały tekstylne. W odbiciowym separatorze części twardych wydzielone części nieorganiczne (niepalne ) i szkło zostaną odprowadzone na składowisko natomiast odpady spożywcze i organiczne zostaną poddane biologicznemu przetwarzaniu.

Kolejny etap to biologiczne przetwarzanie. Prowadzony jest w pryzmach na placu przy zachowaniu odpowiednich warunków wilgotnościowo - tlenowych, w pryzmach następuje proces dojrzewania, który trwa od 4 do 6 miesięcy, a jego przebieg jest kontrolowany i sterowany przez pracowników. Podczas dojrzewania dopełnia się proces fermentacji, mineralizacji składników pochodzenia organicznego. Czas dojrzewania uzależniony jest od warunków meteoro­logicznych.

Odpady po mechaniczno - biologicznym przetwarzaniu mogą być zastosowane do następujących celów:

• rekultywacja zdegradowanych terenów przemysłowych,

• gospodarka leśna na pogorzeliskach,

• urządzanie terenów zieleni miejskiej,

• rekultywacja dzikich terenów.

2. Część projektowa

2.1 Założenia projektowe

Miasto Słupsk

Rok 2008

Liczba mieszkańców w 2008r.: 97331

Liczba mieszkańców w 2018r.: 107514

Charakterystyka odpadów

1. Wskaźnik nagromadzenia odpadów: 1,46 [m³/M.rok]

2. Ciężar objętościowy odpadów: 268 [kg/m³]

3. Podział frakcyjny:

• frakcja 0 - 10 mm : 10,9 %

• frakcja 10 - 100: 43,9 %

• frakcja >100 mm 45,2 %

4. Skład grupowy odpadów:

• frakcja drobna 0 - 10 mm : 10,9 %

• odpady spożywcze pochodzenia roślinnego: 32,6 %

• odpady spożywcze pochodzenia zwierzęcego: 2,3 %

• papier: 14,7 %

• materiały tekstylne: 1,6 %

• metale żelazne: 3,1 %

• metale kolorowo: 0,9 %

• tworzywa sztuczne: 14,5 %

• szkło: 13,8 %

• pozostałe niepalne: 3,5 %

• pozostałe palne: 2,1 %

5. Właściwości paliwowe odpadów:

• ciepło spalania: 9460 kJ/kg s.m.

• zawartość wilgoci: 41,3 %

• części palne: 24,1 %

• części niepalne: 34,6 %

Skład elementarny:

• zawartość węgla: 49,8 % cz.p.

• zawartość wodoru: 5,6 % cz.p.

• zawartość azotu: 0,80 % cz.p.

• zawartość siarki: 0,50 % cz.p.

• zawartość tlenu: 43,2 % cz.p.

• zawartość chloru 0,1% cz.p.

6. Właściwości nawozowe:

• zawartość substancji organicznej: 39,9 % s.m.

• węgla organicznego: 17,9 % s.m.

• zawartość azotu: 0,8 % s.m.

• zawartość fosforu: 0,75 % s.m.

• zawartość potasu: 0,14 % s.m.

1. Obliczenia technologiczne

2.2.1 Obliczenia nagromadzenia odpadów.

Wskaźnik nagromadzenia odpadów - jest to parametr, który charakteryzuje nagromadzenie odpadów. Wyraża on nagromadzenie odpadów w jednostce czasu odniesione do elementarnego źródła nagromadzenia. W budynkach mieszkalnych takim źródłem nagromadzenia jest 1 mieszkaniec.

Założenie: liczba mieszkańców M_t zwiększa się co roku o 1%.

M_t+1 = M_t + 0,01 ∙ M_t

W₀ - wskaźnik nagromadzenia odpadów w stanie nasycenia (W₀ = 4,5 [m³/M∙rok])

W₂₀₀₈ - wskaźnik nasycenia odpadów w danym roku [m³/M∙rok]

a - współczynnik wiążący dla danej strefy

a = ln [(W₀-W₂₀₀₈₎/W₂₀₀₈]

a = ln [(4,5-1,46)/1,46] = 0,73

x - gradient wzrostu = 0,05

n - czas w latach

W_t - wskaźnik nasycenia odpadów w roku t [m³/M∙rok]

W_t = W₀/(1+e^a-nx)

W₂₀₀₈ = 1,46 [m³/M∙rok] (dane)

W₂₀₀₉ = 4,5/(1+e^0,73-1*0,05) = 1,5 [m³/M∙rok]

Objętość odpadów komunalnych

Ilość odpadów = liczba mieszkańców * wskaźnik nagromadzenia odpadów [m³/d]

, gdzie

- objętość odpadów w i-tym roku i s-tej strefie

, gdzie

- liczba mieszkańców w i-tym roku i s-tej strefie

- wskaźnik nagromadzenia odpadów stałych dla s-tej strefy

Odzysk surowców wtórnych

Przy obliczaniu ogólnej ilości odpadów komunalnych należy uwzględnić odzysk surowców wtórnych. Zakładamy na terenie miasta prowadzenie selektywnej zbiórki papieru i szkła [decyzja podjęta na podstawie analizy składu grupowego (morfologii) odpadów wykazującego znaczną ilość wymienionych surowców w ogólnej masie odpadów (stanowią one odpowiednio 14,0% oraz 9,0% ogólnej masy odpadów)]. Przyjęto, że skuteczność odzysku surowców wtórnych kształtuje się na poziomie 9-15% .

, gdzie

- objętość odzyskiwanego surowca x (x = papier bądź szkło) w i-tym roku

- ciężar objętościowy odpadów

- ciężar objętościowy surowca x

Obliczanie odzyskanego papieru:

, gdzie

x =14,7% - zawartość papieru w odpadach na podstawie składu morfologicznego

a =12 % - efektywność odzysku (od 10÷15 %)

V_i - objętość odpadów [m³]

- ciężar objętościowy odpadów = 268 kg/m³

- ciężar objętościowy papieru = 900 kg/m³

Obliczanie odzyskanego szkła:

, gdzie

x = 13,8 % - zawartość szkła w odpadach

a =12 % - efektywność odzysku (od 10÷15 %)

V_i - objętość odpadów [m³]

- ciężar objętościowy odpadów = 268kg/m³

- ciężar objętościowy szkła = 2100 kg/m³

Ostateczna ilość (objętość) odpadów komunalnych jaką należy unieszkodliwić wyniesie:

Rok	Mt	Wt [m^3/M*rok]	Vi [m^3]	Vxpapier [m^3]	Vx szkło [m^3]	Vunieszk [m^3]
2008	97331	1,46	142103,3	752,0	305,9	141045,3
2009	98304	1,50	147456,5	780,3	317,4	146358,7
2010	99287	1,55	153895,4	814,4	331,3	152749,7
2011	100280	1,60	160448,4	849,1	345,4	159253,9
2012	101283	1,70	172181,1	911,2	370,7	170899,3
2013	102296	1,73	176971,8	936,5	381,0	175654,3
2014	103319	1,80	185973,9	984,2	400,4	184589,3
2015	104352	1,80	187833,6	994,0	404,4	186435,2
2016	105396	1,90	200251,5	1059,7	431,1	198760,7
2017	106449	1,95	207576,5	1098,5	446,9	206031,1
2018	107514	2,00	215028,0	1137,9	462,9	213427,1

2.2.2 Obliczenie ilości pojemników do gromadzenia odpadów stałych.

Strefowanie nagromadzenia odpadów stałych

I strefa nagromadzenia odpadów stałych - obejmuje rejony zabudowy nowoczesnej, wielorodzinnej, w pełni wyposażone w urządzenia sanitarne, z centralnym ogrzewaniem.

Pojemniki o pojemności 7,7m³ - 30%

1,1m³ - 40%

0,11m³ - 30%.

Częstotliwość wywozu odpadów - f = 3.

II strefa nagromadzenia odpadów stałych - obejmuje rejony zabudowy starej, zwartej.

Pojemniki o pojemności 1,1m³ - 30%

0,11m³ - 70%.

Częstotliwość wywozu odpadów - f = 2.

III strefa nagromadzenia odpadów stałych - obejmuje rejony zabudowy jednorodzinnej.

Pojemniki o pojemności 0,11m³ - 100%.

Częstotliwość wywozu odpadów - f = 1.

Ilość pojemników:

, gdzie

M - liczba mieszkańców w danej strefie [M]

b - wskaźnik nagromadzenia odpadów [m³/M∙dobę]

- współczynnik dobowej nierównomierności nagromadzenia odpadów

	1,1	1,2	1,3
f	3x	2x	1x

- współczynnik miesięcznej nierównomierności nagromadzenia odpadów

- współczynnik rezerwy

f - częstotliwość wywozu odpadów w ciągu tygodnia

V [m³] - pojemność pojemnika do gromadzenia odpadów

Pojemność pojemników	Jednostka	Strefa I [%]	Strefa II [%]	Strefa III [%]
7,7	[m^3]	30	-	-
1,1	[m^3]	40	30	-
0,11	[m^3]	30	70	100
% liczby mieszkańców	[%]	60	30	10
Liczba mieszkańców	[M]	58398,6	29199,3	9733,1

Ilość pojemników dla strefy I:

Liczba mieszkańców w I strefie:

Wskaźnik nagromadzenia odpadów stałych:

Ilość pojemników o pojemności 7,7m³ (30%):

Ilość pojemników o pojemności 1,1m³ (40%):

Ilość pojemników o pojemności 0,11m³ (30%):

Ilość pojemników dla strefy II:

Liczba mieszkańców w I strefie:

Wskaźnik nagromadzenia odpadów stałych:

Ilość pojemników o pojemności 1,1m³ (30%):

Ilość pojemników o pojemności 0,11m³ (70%):

Ilość pojemników dla strefy III:

Liczba mieszkańców w I strefie:

Wskaźnik nagromadzenia odpadów stałych:

Ilość pojemników o pojemności 0,11m³ (100%):

Liczba pojemników w poszczególnych strefach
Pojemność	Jednostka	Strefa I (szt.)	Strefa II (szt.)	Strefa III (szt.)
7,7	[m^3]	30	-	-
1,1	[m^3]	276	169	-
0,11	[m^3]	2069	3949	4075

2.2.3 Obliczenie ilości samochodów do wywozu odpadów stałych.

Liczba samochodów

, gdzie

V_całk - roczne nagromadzenie odpadów [m³/rok]

S - średnia dzienna wydajność samochodu

, gdzie

N_r - współczynnik rezerwy, (N_r = 1,25)

- współczynnik sprawności technicznej, (
)

V - pojemność geometryczna samochodu [m³]

z - ilość kursów na dobę, (z = 2÷4), przyjęto z = 3

q - współczynnik ugniatania,

- niewymienny (q = 2)

-wymienny (q = 1)

Założenie:

Mamy do dyspozycji dwa rodzaje samochodów:

• Hakowce o pojemności geometrycznej 7,7 m³ - zabierają pojemniki o pojemności 7,7m³

• Inne o pojemności geometrycznej 12 m³ - zabierają pojemniki o pojemności 1,1m³ oraz 0,11m³

Ilość samochodów w strefie I:

Ilość samochodów o pojemności 7,7m³ (30%) (brak ugniatania):

• Ilość samochodów o pojemności geometrycznej 12 m³ - zabierają pojemniki o pojemności 1,1m³ oraz 0,11m³(70%)

-współczynnik ugniatania q=2

Ilość samochodów w strefie II:

Ilość samochodów o pojemności geometrycznej 7,7m³: brak, gdyż wywożone są tylko pojemniki o pojemności 1,1m³ i 0,11m³.

Ilość samochodów o pojemności geometrycznej 12m³ (100%):

Ilość samochodów w strefie III:

Ilość samochodów o pojemności geometrycznej 7,7m³: brak, gdyż wywożone są tylko pojemniki o pojemności 0,11m³.

Ilość samochodów o pojemności geometrycznej 12m³ (100%):

Pojemność samochodów	Jednostka	Strefa I [%]	Strefa II [%]	Strefa III [%]
7,7	[m^3]	30	-	-
12	[m^3]	70	100	100
Nr	-	1,25	1,25	1,25
współcz. sprawności	-	0,8	0,8	0,8
C	-	0,006	0,006	0,006
z	[1/dobę]	3	3	3
q (7,7m^3)	-	1	1	1
q (12m^3)	-	2	2	2
Vcałk	[m^3/rok]	85261,96	42630,9	14210,3
S (7,7m^3)	[m^3/dobę]	23,1	-	-
S (12m^3)	[m^3/dobę]	75	75	75

Liczba samochodów w poszczególnych strefach
Pojemność	Jednostka	Strefa I (szt.)	Strefa II (szt.)	Strefa III (szt.)
7	[m^3]	7	--	--
12	[m^3]	5	4	2

2.2.4 Obliczenia mechaniczno-biologicznego przetwarzania (MBP)

Część mechaniczna

Wydzielenie odpadów, które nie nadają się do części biologicznego przetwarzania.

Określamy przepustowość linii technologicznej w czasie perspektywy do 2018 roku dla miasta Słupsk.

P - dobowa zdolność przerobowa

W - wskaźnik nagromadzenia odpadów dla roku 2018 roku,

M - liczba mieszkańców,

q - ciężar objętościowy odpadów,

Część biologiczna

Metoda biologicznego przetwarzania odpadów ( na terenie otwartym)

Składowanie odpadów w pryzmach.

Przyjmujemy następujące wartości:

h = 1,2 [m] - wysokość pryzmy

k = 1,2 - współczynnik rezerwowy

- ciężar objętościowy biomasy

- strumień odpadów przewidziany na kompostowanie

t = 8 tygodni = 2 miesiące - czas odbywania się kompostowania

Wymiary pryzm:

-szerokość 3m,

-długość 12m.

Powierzchnia jednej pryzmy wynosi 36m².

Przyjmujemy 6 pryzm o łącznej powierzchni 216 m², które zajmują obszar 278,2 m².

2. Dobór i zestawienie urządzeń i sprzętu

Nazwa urządzenia	Firma	Parametry
Waga samochodowa	Scalex
Taśmowe przenośniki transportujące odpady	Wamag s.a	Szerokość taśmy 600-2000mm, prędkość przesuwu taśmy ok. 2m/s
Biostabilizator	MUT DANO	Doprowadzane-221,64Mg/d Odprowadzane-215,00Mg/d
Przesiewacz bębnowy wielkośc oczek: 0-10mm; 10-100mm; >100mm	Arcon	Doprowadzane: 215,00 Mg/d Odprowadzane: 0-10mm- 22,83 Mg/d 10-100mm- 94,64 Mg/d >100mm- 97,53 Mg/d
Separatory elektromagnetyczne do oddzielania żelaza	Wichary	Frakcja 10-100mm: Doprowadzane-94,64 Mg/d Odprowadzane odpady-91,32 Mg/d Odprowadzane metale żelazne- 3,19 Mg/d Frakcja >100mm: Doprowadzane-97,53 Mg/d Odprowadzane odpady-93,98 Mg/d Odprowadzane metale żelazne- 3,41 Mg/d
Separatory metali kolorowych	Magnetix typ SCP	Frakcja 10-100mm: Doprowadzane-91,32 Mg/d Odprowadzane odpady-90,43 Mg/d Odprowadzane metale kolorowe- 0,87 Mg/d Frakcja >100mm: Doprowadzane-93,98 Mg/d Odprowadzane odpady-92,87 Mg/d Odprowadzane metale kolorowe- 1,09 Mg/d
Separator elektrostatyczny	Hamos	Frakcja 10-100mm: Doprowadzane-90,43 Mg/d Frakcja >100mm: Doprowadzane-92,87 Mg/d Odprowadzane odpady-151,16 Mg/d Odprowadzane tworzywa sztuczne- 32,14 Mg/d
Klasyfikator powietrzny		Doprowadzane-151,16 Mg/d Odprowadzane odpady-115,03 Mg/d Odprowadzane papier i materiały tekstylne- 36,13 Mg/d
Separator odbiciowy części twardych	Tugeb Polbud	Doprowadzane-115,03 Mg/d Odprowadzane odpady-76,69 Mg/d Odprowadzane odpady nieorganiczne i szkło- 38,34 Mg/d

3. Opis technologii procesu

Zmieszane odpady komunalne w Słupsku są zwożone z miasta za pomocą hakowców o pojemności 7,7 m³ do zakładu gdzie są przetwarzane metodą mechaniczno- biologiczną (MBP).

W pierwszej kolejności samochodu wjeżdżając na teren zakładu są ważone. Wykorzystywany jest całkowicie zautomatyzowany system wagowy Scalex.

Procedura ważenia wygląda następująco:

• samochód wjeżdża na wagę i zatrzymuje się przed zamkniętym szlabanem,

• następuje automatyczne rozpoznanie numeru rejestracyjnego i porównanie go z numerami pojazdów uprawnionych do wysypywania odpadów, które są zapamiętane w bazie danych w komputerze,

• jeśli porównanie wypadnie pomyślnie, to pojazd jest ważony, zapamiętywana jest dokładne data ważenia wraz z numerem pojazdu oraz danymi klienta do którego pojazd należy,

• podnosi się szlaban i auto może wjechać na teren zakładu,

• po wysypaniu odpadów pojazd podjeżdża i zatrzymuje się przed zamkniętym szlabanem,

• następuje rozpoznanie tablicy rejestracyjnej pojazdu i szlaban się podnosi,

• pojazd wjeżdża na wagę, ważona jest waga netto pojazdu. System wylicza wagę odpadów pozostawionych na składowisku i dopisuje ją do bazy danych konkretnego klienta.

Zmieszany strumień odpadów pozostawiony w magazynie za pomocą taśmowych przenośników (Wamag s.a.) odpadów transportowany jest do biostabilizatora (MUT DANO) o zdolności przerobowej 221,64Mg/d . Z biostabilizatora odprowadzana jest woda w ilości 6,64 Mg/d. Pozostałe odpady (215,00Mg/d) wprowadzane są do przesiewacza bębnowego firmy Arcon. W przesiewaczu następuje rozdzielenie na frakcje o wielkości 0-10mm (która jest odprowadzana na składowisko w ilości 22,83 Mg/d), 10-100mm (94,64 Mg/d) oraz >100mm (97,53 Mg/d), które przechodzą do separatorów elektromagnetycznych firmy Wichary. Separator metali żelaznych, wykonany jest w postaci przenośnika taśmowego. Ma on za zadanie odseparować metale żelazne od pozostałych materiałów przenoszonych za pomocą przenośnika. Po oddzieleniu, metale żelazne są kierowane do pojemnika w ilości 3,19 Mg/d z frakcji 10-100mm oraz 3,41 Mg/d z frakcji >100mm. Z separatora elektromagnetycznego pozostałe odpady (frakcja 10-100mm w ilości 91,32 Mg/d, frakcja >100mm - 93,98 Mg/d) transportowane są do separatorów metali kolorowych firmy Magnetix. Separatory metali kolorowych są przeznaczone do oddzielania aluminium, miedzi, ołowiu, cynku i innych metali nieżelaznych z pozostałego strumienia. Dzieje się tak za sprawą prądów wirowych wytwarzanych w paramagnetykach przez obracający się dużą prędkością rotor magnetyczny. Prądy wirowe indukują w metalu pole magnetyczne skierowane przeciwnie do pola magnetycznego rotora. Efekt jest taki, że metale kolorowe są odpychane przez magnes i wyrzucane poza strumień surowca, z frakcji 10-100mm 0,87 Mg/d, z frakcji >100mm 1,09 Mg/d. Z separatorów metali kolorowych strumień odpadów 183,3 Mg/d przechodzi do separatora elektrostatycznego firmy Homas. Wykorzystuje się tu zasadę różnych potencjałów elektrycznych pojedynczych tworzyw sztucznych. Otrzymujemy dwie czyste frakcje tworzyw sztucznych. Separator służy do rozdzielania i recyklingu z tworzyw sztucznych frakcji nieprzewodzących. Z separatora elektrostatycznego odprowadzane są tworzywa sztuczne - 32,14 Mg/d. Pozostała ilość odpadów - 151,16 Mg/d przenoszona jest do klasyfikatora powietrznego. Pod wpływem strumienia powietrza usuwane są materiały tekstylne i papier (36,13 Mg/d). Reszta odpadów (115,03 Mg/d) transportowana jest do separatora odbiciowego. Separatory tego typu służą do oddzielania części nieorganicznych (niepalnych) od organicznych i spożywczych. Część nieorganiczna (niepalna) i szkło odprowadzana jest na składowisko- 38,34 Mg/d, natomiast odpady spożywcze i organiczne poddawane są biologicznemu przetwarzaniu- 76,69 Mg/d. Odpady składowane są w pryzmach na terenie otwartym. Powierzchnia jednej pryzmy wynosi 36m². Przyjmujemy 6 pryzm o łącznej powierzchni 216 m², które zajmują obszar 278,2 m². Szerokość jednej pryzmy 3m,natomiast długość 12m. W pryzmach następuje proces dojrzewania, który trwa od 4 do 6 miesięcy, a jego przebieg jest kontrolowany i sterowany przez pracowników. Podczas dojrzewania dopełnia się proces fermentacji, mineralizacji składników pochodzenia organicznego. Przy nakładaniu poszczególnych warstw trzeba pamiętać o zapewnieniu dostępu powietrza, gdyż jest to warunek niezbędny do rozwoju pożądanych mikroorganizmów tlenowych.

3. Wnioski

Szacuje się, że 35% wszystkich odpadów komunalnych w Słupsku stanowi frakcja organiczna. W kwietniu 1999r. wydana została Dyrektywa unijna o składowaniu, która wymusza na krajach członkowskich oraz kandydujących do UE, stopniowe redukowanie zawartości odpadów organicznych w składowanych odpadach do ok. 10% w 2015r. Wymóg ten określa odpowiednie działania strategiczne zmierzające do wydzielenia i unieszkodliwienia frakcji organicznej odpadów komunalnych. Podstawowym założeniem projektowym Zakładu Przeróbki Odpadów dla Słupska było zastosowanie takich technologii, które pozwolą na dostosowanie w krótkim okresie gospodarki odpadami do wymogów Unii Europejskiej. Chodzi tu głównie o warunek narzucający zmniejszenie ilości odpadów biodegradowalnych kierowanych na składowisko. Do przeróbki odpadów organicznych mogą być stosowane metody biologiczne. Najprostszą metodą jest biologiczne przetwarzanie w pryzmach, napowietrzanych przez przerzucanie lub sztucznie (system napowietrzania zainstalowany pod pryzmami). Metoda ta zalicza się do wysokosprawnych technologii przetwarzania bioodpadów od ponad 30 lat. Bardzo ważnym kryterium, które należało uwzględnić rozważając wybór odpowiedniego wariantu jest ilość i rodzaj odpadów przewidzianych do przeróbki oraz warunki lokalizacyjne. Metoda mechaniczno -biologicznego przetwarzania systemem MUT- DANO daje możliwość zbytu produktu finalnego. Proponowana technologia przeróbki odpadów organicznych pozwala na uzyskanie kompostu wysokiej jakości i o szerokim zakresie stosowania.

Wszystkie wyżej wymienione zalety stosowania tej metody spowodowały, że wybrany system uznano za najbardziej odpowiedni dla miasta Słupsk z uwagi na jakość dostarczanych odpadów do przeróbki. Biologiczne metody przetwarzania odpadów organicznych posiadają już określoną pozycję w gospodarce odpadami. Wybór technologii i wydajność obiektu dostosowano do gwarantowanej ilości odpadów.

Wszystkie metody mają określone zalety i wady. Wybór odpowiedniego wariantu zależy od szeregu kryteriów, a przede wszystkim od specyficznych uwarunkowań lokalnych, które należy wziąć pod uwagę przy planowaniu rozwiązania problemu odpadów organicznych.

---