固体废物处理课程设计.docx
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固体废物处理课程设计
固体废物处理
课程设计任务书
课程名称:
固体废物处理技术
专业名称:
环境工程
年级:
2015级
班级:
姓名:
时间:
2018年5月
第一章设计绪论
1.1课程设计题目
某市城市生活垃圾处理处置方案设计
1.2课程设计目的
本课程设计的目的是利用《固体废弃物处理》课程中所学的专业知识,结合在其它相关课程中所学的专业基础知识,从环境保护和资源再利用的工程角度,对某市的城市生活垃圾从组成、收集、预处理,到最终的处理和处置,达到对固体废弃物的减量化、无害化和资源化的处理和处置要求。
通过本课程设计,提高同学利用专业知识解决实际问题的能力和撰写技术报告的水平,为将要进行的毕业设计和将来的实际工作进行专业训练,达到学以致用的目的。
1.3课程设计目的
1、预测该城市的城市生活垃圾的产量;
2、确定该城市生活垃圾的热值;
3、根据该城市的城市生活垃圾中转站的位置分布图,确定城市生活垃圾的收集路线和运输成本;
4、确定该市的城市生活垃圾处理和处置的方案,并进行有关方案设计和计算;
5、根据确定的方案绘制出有关的工艺流程图;
6、按照相关技术标准和规范编写课程设计说明书。
1.4设计成果
1、编写一份课程设计说明书,字数不得少于6千字。
课程设计说明书应包括如下内容:
设计的有关原始资料;
(2)设计计算的过程与有关说明;
(3)有关方案、工艺流程的确定;
(4)经济性和可行性分析;
(5)有关的参考资料目录。
2、绘制有关图纸
绘制出相关的城市生活垃圾清运流程路线图和各处理处置工艺流程图。
第二章该城市垃圾的处理处置方案
2.1课程设计原始资料
某城市的常驻人口200万,居住人口的变动系数为1.05。
人均垃圾日产量在每年夏季6月~9月为1.3kg/(天·人),含水率为65%,其中表面水分为57.4%,垃圾日产不均匀系数为1.2,垃圾的平均容重为320kg/m3,容重变动系数为0.85,垃圾产生高峰时的体积变动系数为1.4;其余时间为人均垃圾日产量为0.9kg/(天·人),1月~5月含水率为24%,其中表面水分为19%,10月~12月的含水率为27%,其中表面水分为21%。
垃圾日产不均匀系数为1.1,垃圾的平均容重为280kg/m3,容重变动系数为0.75,垃圾产生高峰时的体积变动系数为1.5。
该城市的城市生活垃圾的成分在不同季节的干燥基组成如表1-1所示,相应的干燥基元素分析组成由表1-2所示。
表1-1某城市不同季节城市生活垃圾的干燥基组成(wt%)
项目
1月~5月
6月~9月
10月~12月
厨余
5.2
6.1
5.4
树叶和树枝
8.1
9.2
11.3
织物
9.2
8.2
6.7
废纸和纸箱
33.4
32.2
32.9
塑料和橡胶
12.1
11.6
12.7
金属
2.5
2.1
1.9
玻璃
4.6
5.3
4.9
砖瓦和灰土
24.3
24.9
23.9
其他无机物
0.6
0.4
0.3
表1-2某城市生活垃圾的干燥基元素组成(wt%)
项目
1月~5月
6月~9月
10月~12月
碳
54.5
45.6
54.2
氢
2.1
2.5
2.3
氧
5.1
4.5
5.2
氮
3.4
3.5
3.1
硫
0.4
0.3
0.4
灰分
34.5
43.6
34.8
该城市的垃圾中转站的位置示意图如图1-1所示。
各中转站覆盖的居民数量如表1-3所示。
表1-3各垃圾中转站覆盖的居民人数
中转站
人数(万)
中转站
人数(万)
中转站
人数(万)
1
7
9
10
17
8
2
9
10
8
18
12
3
8
11
11
19
9
4
7
12
9
20
12
5
6
13
6
21
7
6
9
14
10
22
10
7
6
15
9
23
8
8
7
16
6
24
6
有关要求:
若采用堆肥的方法处理该城市的城市生活垃圾,可以将堆肥厂建在市区;若采用焚烧或其他高温处理方式处理该城市的城市生活垃圾,焚烧厂或其他高温处理方式的装置必须建在市郊,距最近的一个中转站的距离应大于15km;若采用直接卫生填埋,填埋场的位置距最近的一个垃圾中转站的距离为40km。
该市的城市生活垃圾处理的规划为焚烧35%,填埋60%,堆肥5%。
试对堆肥厂、垃圾焚烧厂、填埋场的规模进行初步计算。
从各中转站到堆肥厂或垃圾焚烧厂或填埋场采用拖挂车进行运输,拖挂车的容积为40m3、50m3、60m3三种规格,生活垃圾的运输费为1.2元/km·吨。
从焚烧厂到填埋场,运输焚烧厂产生的灰渣可用装载量为4吨、8吨、16吨三种规格的汽车进行运输,运输费为1.4元/km·吨。
在堆肥厂采用装载量为4吨、8吨、16吨三种规格的汽车运输堆肥产品,运输费为1.4元/km·吨。
运输车辆驾驶员的月工资为3500元,装载工人的月工资为3200元。
垃圾焚烧厂的人员平均工资为每月3500元。
垃圾堆肥厂的人员平均工资为每月3500元。
垃圾填埋厂的人员平均工资为3200元。
垃圾填埋场气体设计使用年限为10年,填埋场垃圾压实密度为710kg/m3,填埋总厚度为35米,计算所需填埋场库容面积和总的库容量。
计算该填埋场气体的总产量。
2.2该城市垃圾产量基本计算
该城市常驻人口200万,居住人口变化系数为1.05。
总人口数为:
不同月份生活垃圾日产量:
6~9月:
生活垃圾日产量:
生活垃圾日产体积:
垃圾日产最大体积:
其他月份:
生活垃圾日产量:
生活垃圾日产体积:
垃圾日产最大体积:
年产量:
垃圾年产最大体积:
2.3该城市生活垃圾的热值计算
2.3.1该城市不同季节生活垃圾收到基元素组成换算
根据收到基与干燥基的换算公式
1月~5月、6月~9月、10月~12月的换算系数分别为0.76,0.35,0.73
求得该城市不同季节生活垃圾的收到基元素组成,如表2-1.
表2-1该城市生活垃圾收到基组成(wt%)
元素
1月~5月
6月~9月
10月~12月
碳
41.42
15.96
39.566
氢
1.596
0.875
1.679
氧
3.876
1.575
3.796
氮
2.584
1.225
2.263
硫
0.304
0.105
0.292
灰分
26.22
15.26
25.404
水分
24
65
27
2.3.2生活垃圾热值计算
在实际工程应用中,根据城市生活垃圾的元素分析利用下式估算热值。
算的城市生活垃圾热值:
1月~5月:
6月~9月:
10月~12月:
2.4该城市生活垃圾的分类与计算
根据换算公式计算该城市不同季节生活垃圾收到基组成如表2-2.
表2-2该城市不同季节生活垃圾收到基组成(wt%)
项目
1月~5月
6月~9月
10月~12月
厨余
4.0
2.1
3.9
树叶和树枝
6.2
3.2
8.2
织物
7.0
2.9
4.9
废纸和纸箱
25.4
11.3
24.0
塑料和橡胶
9.2
4.1
9.3
金属
1.9
0.7
1.4
玻璃
3.5
1.9
3.6
砖瓦和灰土
18.5
8.7
17.4
其他无机物
0.5
0.1
0.2
水分
24.0
65.0
27.0
根据城市生活垃圾分类及其评价标准CJJ/102-2004将该城市生活垃圾分类为:
(1)可堆肥垃圾:
厨余、树叶和树枝;
(2)不可堆肥垃圾:
织物、废纸和纸箱、塑料和橡胶、金属、玻璃、砖瓦和灰土、其他无机物;
(3)可燃烧垃圾:
厨余、树叶和树枝、织物、废纸和纸箱、塑料和橡胶;
(4)不可燃烧垃圾:
金属、玻璃、砖瓦和灰土、其他无机物。
2.5各中转站生活垃圾的产量计算
由表1-3计算各中转站生活垃圾产量如表2-3.
表2-3各中转站生活垃圾产量
6月~9月
其他月份
中转站
人数(万)
垃圾日产量(kg/d)
垃圾日产体积(m3/d)
垃圾日产量(kg/d)
垃圾日产体积(m3/d)
1
7
114660
590.16
72765
519.75
2
9
147420
758.78
93555
668.25
3
8
131040
674.47
83160
594.00
4
7
114660
590.16
72765
519.75
5
6
98280
505.85
62370
445.50
6
9
147420
758.78
93555
668.25
7
6
98280
505.85
62370
445.50
8
7
114660
590.16
72765
519.75
9
10
163800
843.09
103950
742.50
10
8
131040
674.47
83160
594.00
11
11
180180
927.40
114345
816.75
12
9
147420
758.78
93555
668.25
13
6
98280
505.85
62370
445.50
14
10
163800
843.09
103950
742.50
15
9
147420
758.78
93555
668.25
16
6
98280
505.85
62370
445.50
17
8
131040
674.47
83160
594.00
18
12
196560
1011.71
124740
891.00
19
9
147420
758.78
93555
668.25
20
12
196560
1011.71
124740
891.00
21
7
114660
590.16
72765
519.75
22
10
163800
843.09
103950
742.50
23
8
131040
674.47
83160
594.00
24
6
98280
505.85
62370
445.50
2.6生活垃圾处理规划
设计要求该城市生活垃圾处理的规划为焚烧35%,填埋60%,堆肥5%。
第三章城市生活垃圾清运路线的设计及计算
3.1垃圾清运概述
3.1.1设计目的
城市垃圾的收集与清运是城市垃圾收运管理系统中的重要步骤,也是其中操作最为复杂、人力物力需求最多的阶段。
选取合适的垃圾清运方式,设计合理有效的收运路线,对城市垃圾收运系统是十分重要的。
本设计根据该城市的实际情况设计合理的收运路线,使垃圾及时快捷的被清除,让大家的生活环境更加清洁、舒适。
3.1.2城市生活垃圾收运系统设计要求
(1)收运系统的组成部分
城市垃圾收运并非单一阶段操作过程,通常由三个阶段构成一个收运系统:
第一阶段是从垃圾发生源到垃圾桶的过程;
第二阶段是垃圾的收集与清运,清运车按一定的路线收集清除储存容器(垃圾桶)中的垃圾并运到堆场或中转站,属近距离运输;
第三阶段为转运,特指垃圾的远途运输,即在转运站将垃圾装载至大容量运输工具上,运往远处的处理处置厂。
一般的垃圾收运系统可以表示成如下形式。
清运和转运这两个阶段宜采用优化方法进行规划,按照最优的行车路线收集垃圾,并将垃圾源合理分配到不同处理场,以使成本降到最低。
合理的收运系统应有利于垃圾从产生向系统的转移,而且具有卫生、方便、省力的优点。
(2)收运模式及收集时间的确定
上述提到的三个阶段,其中收集和运输是每个收运系统共有的,而中转则可能在一些系统中无须设置,是否设置中转环节是根据垃圾从产生源至处理地的运输距离、垃圾收集车辆的运输能力及垃圾量来确定。
其中中转可能是一次,也可以有多次。
因此从有无中转环节来区别,垃圾收运系统可分为无中转收运模式和有中转收运模式。
区别垃圾收运模式还必须从的收集方式上加以区别,目前使用的垃圾收集方式主要有分类收集和混合收集,应考虑的因素有居民人数、人均垃圾产量、垃圾容重、容器大小、收集次数等。
3.1.3设计垃圾收运路线的原则
(1)收运路线应尽可能紧凑,避免重复或断续。
(2)收运路线应能平衡工作量,使每个作业阶段、每条线路的收集和清运时间大致相等。
(3)收集路线应避免在交通拥挤的高峰时间段收集、清运垃圾。
(4)收运路线应当首先收集地势较高地区的垃圾。
(5)收集路线起始点最好位于停车场或车库附近。
(6)收运路线在单行街道收集垃圾,起点应尽量靠近街道入口处,沿环形路线进行垃圾收集工作。
3.1.4清运操作方法
城市垃圾清运的操作方法分为两种即移动式和固定式。
两种方法各有其优缺点,在实际设计中应根据具体情况选取适合于某地区的清运操作方法。
3.2焚烧厂、堆肥厂、填埋场位置确定
根据设计要求确定焚烧厂、堆肥厂、填埋场的位置如图3-1。
填埋场设置在距离1号和6号中转站40km处,焚烧厂设置在距离16号和20号中转站15km处,堆肥厂设置在18号中转站旁(省去清运费用)。
焚烧厂距离填埋场的最近距离为67km,堆肥厂距离填埋场的最近距离为49km。
运输采用固定容器方式。
图3-1
3.3各中转站到各个垃圾处理厂清运路线计算
3.3.1中转站到堆肥厂路线
根据该城市生活垃圾处理规划,堆肥厂处理该城市生活垃圾5%。
确定堆肥厂处理15号中转站垃圾量的2/9,及18号中转站垃圾量的2/3.
(1)15号中转站到堆肥厂
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
32760
168.62
6
236
60
3
其他月份
20790
148.5
6
150
50
3
总价(元/年)
65242
(2)18号中转站到堆肥厂
18号中转站到堆肥厂无需运输费用。
3.3.2中转站到焚烧厂路线
(1)18号中转站到焚烧厂
路线:
18号——17号——16号——焚烧厂
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
65520
337.2352941
23
1808
60
6
其他月份
41580
297
1148
60
5
总价(元/年)
499488
(2)17号中转站到焚烧厂
路线:
17号——16号——焚烧厂
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
131040
674.4705882
20
3145
60
12
其他月份
83160
594
1996
60
10
总价(元/年)
868674
(3)16号中转站到焚烧厂
路线:
16号——焚烧厂
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
98280
505.8529412
15
1769
60
12
其他月份
62370
445.5
1123
60
10
总价(元/年)
488629
(4)19号中转站到焚烧厂
路线:
19号——16号——焚烧厂
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
147420
758.7794118
20
3538
60
13
其他月份
93555
668.25
2245
60
12
总价(元/年)
977259
(5)22号中转站到焚烧厂
路线:
22号——21号——24号——20号——焚烧厂
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
163800
843.0882353
27
5307
60
14
其他月份
103950
742.5
3368
60
13
总价(元/年)
1465888
(6)21号中转站到焚烧厂
路线:
21号——24号——20号——焚烧厂
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
114660
590.1617647
22
3027
60
10
其他月份
72765
519.75
1921
60
9
总价(元/年)
836099
(7)24号中转站到焚烧厂
路线:
24号——20号——焚烧厂
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
98280
505.8529412
19
2241
60
9
其他月份
62370
445.5
1422
60
8
总价(元/年)
618930
(8)20号中转站到焚烧厂
路线:
20号——焚烧厂
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
196560
1011.705882
15
3538
60
17
其他月份
124740
891
2245
60
15
总价(元/年)
977259
(9)23号中转站到焚烧厂
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
131040
674.4705882
27
4246
60
12
其他月份
83160
594
2694
60
10
总价(元/年)
1172710
3.3.3各中转站到填埋场路线
(1)15号中转站到填埋场路线
路线:
15号——10号——9号——6号——填埋场
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
114660
590.1617647
53
7292
60
10
其他月份
72765
519.75
4628
60
9
总价(元/年)
2014238
(2)10号中转站到填埋场路线
路线:
10号——9号——6号——填埋场
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
131040
674.4705882
49
7705
60
12
其他月份
83160
594
4890
60
10
总价(元/年)
2128252
(3)9号中转站到填埋场路线
路线:
9号——6号——填埋场
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
163800
843.0882353
44
8649
60
14
其他月份
103950
742.5
5489
60
13
总价(元/年)
2388854
(4)6号中转站到填埋场路线
路线:
6号——填埋场
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
147420
758.7794118
40
7076
60
13
其他月份
93555
668.25
4491
60
12
总价(元/年)
1954517
(5)11号中转站到填埋场路线
路线:
11号——10号——9号——6号——填埋场
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
180180
927.3970588
53
11459
60
13
其他月份
114345
816.75
7272
60
12
总价(元/年)
3165232
(6)14号中转站到填埋场路线
路线:
14号——13号——9号——6号——填埋场
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
163800
843.0882353
51
10025
60
14
其他月份
103950
742.5
6362
60
13
总价(元/年)
2768899
(7)13号中转站到填埋场路线
路线:
13号——9号——6号——填埋场
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
98280
505.8529412
47
5543
60
9
其他月份
62370
445.5
3518
60
8
总价(元/年)
1531038
(8)12号中转站到填埋场路线
路线:
12号——8号——3号——2号——1号——填埋场
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(次/天)
6月~9月
147420
758.7794118
66
11676
60
13
其他月份
93555
668.25
7410
60
12
总价(元/年)
3224953
(9)8号中转站到填埋场路线
路线:
8号——3号——2号——1号——填埋场
日产垃圾量(kg/d)
日产垃圾体积(m3/d)
距离(km)
运输费用(元)
车辆容积选择(m3)
运输频率(
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