课程设计250td垃圾堆肥厂工程初步设计.docx

1、课程设计250td垃圾堆肥厂工程初步设计250/垃圾堆肥厂工程初步设计1 工程概况1.1 项目概况 本设计中垃圾堆肥厂日处理城市生活垃圾250，每天工作24，全年运行320。其垃圾成分：厨余垃圾占垃圾52，塑料13，果皮类13，纸类9，玻璃4，纤维4，金属2，其他3。原始垃圾含水55，低位热值1200 kcal/kg。1.2 设计原则垃圾堆肥化处理是城市环境综合治理项目，在城市总体规划的指导下，从当地的实际情况出发，明确处理规模，采用经济适用的工艺，科学、合理地进行处理厂的设计，严格控制处理工程中产生的二次污染。设计遵循以下原则：(1)严格执行国家环境保护的政策、法规、标准、规范，严格执行国家

2、关于堆肥厂工程设计的有关标准及规范。(2) 合理布局处理厂、节约用地、提高土地利用率、扩大绿化面积，本着便于施工、维护管理，合理布置、节约占地的原则。(3)采用成熟、先进的工艺方法，设计合理、工期快、投资省、维护成本低，取得良好的社会效益、环境效益和一定的经济效益。(4)设计中执行环保、劳动安全、职业卫生“三同时”的原则，妥善处理堆肥过程中产生的渗滤液，恶臭等问题，避免二次污染，改善劳动卫生水平，保障安全生产。（5）总平面图布置合理、功能分区明确、物流流畅，便于运输和生产管理，注意土方平衡，尽量减少水土流失。（6）腐熟堆肥满足城镇垃圾农用控制标准和粪便无害化卫生标准中的规定。1.3 设计依据（

3、1）中华人民共和国环境保护法，1989年12月26日；（2）中华人民共和国环境噪声污染防治法，1996年10月29日（3）中华人民共和国大气污染防治法，2000年4月修订(4)城市生活垃圾堆肥处理工程项目建设标准(5)城市生活垃圾堆肥处理厂运行、维护及其安全技术规程CJJ/T86-2000（6）恶臭污染物排放标准(GB3095-1996)（7）环境工程设计手册（8）工业企业厂界噪声标准GB12348-90（9）CJT 19-1999 城市环境卫生专用设备垃圾堆肥（10）城市生活垃圾堆肥处理厂技术评价指标（CJ/T3059-1996） (11) GB5084-92 农田灌溉水质标准 (12) G

4、B8172-87 城镇垃圾农用控制标准 (13)TG36-79 工业企业设计卫生标准 (14)CJJ27-89 城市环境卫生设施设置标准 (15) CJJ52-93 城市垃圾好氧静态堆肥处理技术规程1.4设计内容1.4.1工程设计内容该工程设计内容主要包括：（1） 堆肥工艺：堆肥工艺选择，堆肥系统选择，工艺条件确定。（2） 堆肥厂主体工程：总平面布置（选址和厂区总体设计等），通风系统，设备选型，经济分析等。（3） 配套工程：道路工程，绿化工程，给排水工程，供配电设计冲洗和洒水等设施及人员配置。（4） 生产管理与生活服务设施主要包括办公、宿舍、食堂、浴室等设施。1.5产品标准垃圾堆肥化的堆肥成品

5、必须满足城镇垃圾农用标准值的要求，其具体参数见表1-1。表1-1 城镇垃圾农用控制标准值编号项 目标准限值1)1杂物2)，%32粒度, mm, 123蛔虫卵死亡率,%951004大肠菌值1011025总镉（以Cd计）, mg/kg, 36总汞（以Hg计）, mg/kg, 57总铅（以Pb计）, mg/kg, 1008总铬（以Cr计）, mg/kg, 3009总砷（以As计）, mg/kg, 3010有机质（以C计），%，1011总氮（以N计），%，0.512总磷（以P2O5计），%，0.313总钾（以K2O计），%，114pH6.58.515水分，%25351.6工程所建地自然环境现状1.6.

6、1气象状况重庆市年平均气温16-18，年平均降水量在10001350毫米，降水多集中在59月，占全年总降水量的70左右，年平均相对湿度多在7080，在全国属高湿区。年日照时数10001400小时，日照百分率仅为2535，为全国年日照最少的地区之一，冬、春季日照更少，仅占全年的35左右。重庆市的主要气候特点可以概括为：冬暖春早，夏热秋凉，四季分明，无霜期长；空气湿润，降水丰沛；太阳辐射弱，日照时间短；多云雾，少霜雪；光温水同季，立体气候显著，气候资源丰富，气象灾难频繁。1.6.2地理状况重庆位于中国西南、长江上游地区。中心城区为长江、嘉陵江所环抱，鳞次栉比，依山傍水，故有山城和水城之称。重庆目前

7、是全国面积最大、行政管辖最宽、人口最多的直辖市。全市面积8.24万平方公里，辖14个区、26个县（市），人口3072万。重庆市位于四川盆地东南部，地势由西向东逐步升高，从南北向长江河谷倾斜，全市以中低山为主，约占幅员面积的63.3，丘陵约占25.3，平坝、台地约占11.4。重庆离海洋较远，属东亚季风区，冬季受到东北季风控制，夏季受西南季风影响。由于盆地周围山脉阻挡，尤其是青藏高原对于天气系统的影响，加之地形起伏较大，植被分布不均，形成重庆独特的气候。2 处理方法生活垃圾堆肥方法有好氧堆肥和厌氧堆肥两种。好氧堆肥温度一般为5065最高可达8090，堆制周期短，对有机物降解速度快，降解彻底，堆料中

8、寄生虫卵、病原菌、蝇蛆、草籽等均能被杀死且臭气发生量少；厌氧发酵时有机物的分解速度缓慢，制作堆肥需要数个月时间。发酵周期长、占地面积大，但所产生的甲烷，可收集作能源利用。好氧堆肥主要应用于生活垃圾,园林垃圾,厨余垃圾等各类垃圾单独堆肥或混合堆肥。本项目中处理对象为城市生活垃圾，其中以厨余垃圾为主，另有少量塑料、果皮类、纸类等成分。现根据已知的项目的数据资料、相关经济效益、处理方法的特点对比分析决定本设计选定用好氧堆肥法进行废物处理。3 处理工艺3.1工艺选择典型的好氧堆肥工艺一般有好氧静态堆肥工艺、间歇式好氧动态堆肥工艺和连续式好氧动态堆肥工艺。现将几种堆肥工艺进行如下对比。表3-1生活垃圾堆

9、肥工艺对比工艺名称适用范围优点缺点处理效果好氧静态堆肥固体废弃物堆肥处理工艺简单，工程量较小，运行简单，总投资较少堆肥一直处于静止状态，微生物生长不均匀，通风困难，易造成厌氧状态，使发酵周期延长，不利于有机质含量超过50%的物料。周期一般为20天间歇式好氧动态堆肥固体废弃物堆肥处理采用静态一次发酵的技术，其发酵周期缩短。堆肥体积减小，不时的翻堆可使通风更容易且能使物料充分混合避免物料结块。需不时的对物料进行翻堆，运行费用增加。发酵周期一般为5天连续式好氧动态堆肥固体废弃物堆肥处理物料在连续翻动的动态情况下能够充分混合，易于形成空隙，水分易于蒸发，从而缩短发酵周期，并可有效的杀灭病原微生物和防止

10、异味到底产生，能有效的处理高有机质含量的物料。发酵周期更短通过上表中的对比，根据各工艺的使用范围与项目已知资料的参考和各工艺的优缺点对比及其处理效果的比较，本设计将采用连续式好氧动态堆肥工艺作为该堆肥厂的处理工艺。3.2堆肥系统根据堆肥技术的复杂程度，堆肥系统可分为条垛式堆肥系统、通风静态垛系统、反应器系统，现将各堆肥系统归纳如下。表3-2生活垃圾堆肥系统堆肥系统适用范围优点缺点处理效果条垛式堆肥系统好氧堆肥设备简单，投资成本低，堆肥易于干燥，填充剂易于筛分和回用，产品稳定性较好占地面积大，堆腐周期长，需要大量翻堆机械和人力，臭味散发影响周围环境，受气候影响较大堆肥周期长，堆肥产品性质相对稳定

11、强制通风静态垛系统好氧堆肥设备投资较低，温度和通风条件更好控制，堆腐时间较短，产品稳定性好占地面积较小操作运行受气候影响较大堆肥周期较短（2-3周），产品稳定性好反应器系统好氧堆肥堆肥周期短，占地面积小；方便控制和处理臭气可防止二次污染，堆肥过程不受气候影响投资和运行费用以及维护费用很高堆肥周期短，产品稳定性相对较差反应系统与强制通风系统工艺技术相比垃圾垃圾消解技术更成熟稳定，而反应系统虽然投资运行成本偏高，但其操作和环保控制水平高，发酵条件可控制在最佳状态，并且与强制通风系统相比，投资、运营成本相差不大，所以设计拟定使用反应器系统为本堆肥厂的堆肥处理系统。3.3工艺流程垃圾由垃圾收运车从各个

12、垃圾中转站运到处理厂后，由电子地磅称量计数后卸入存料间储存。由垃圾抓斗和和板式给料机给料后经皮带输送机输料，在传送带边一定距离设置分拣人员进行人工分选，将大块的玻璃、石块、陶瓷和金属等废弃物分拣出来分为可回收（金属）和不可回收（其它）两类，然后分别存放到存料间。经过人工分选过后，将垃圾送入风选机出进行风力分拣，除掉垃圾中仍然存在的大块废弃物，经过风力分选后，再将垃圾送入磁选机进行磁力分选，分选出磁性金属。将经过分选后可用于堆肥的原料送至破碎机进行破碎处理，将大块的垃圾破碎至50mm左右以利于发酵。经过分选后，垃圾中大部分不能进行堆肥处理的废弃物已经被分拣出来后被送入垃圾填埋场填埋或运至废物回收

13、处回收利用。剩余部分垃圾须进一步进行破碎和与有机污泥等辅助材料混合后送至发酵仓内进行发酵处理，一次发酵采用卧式滚筒发酵方式，周期为5d，发酵过程中要进行强制通风以保证发酵过程中需氧量的充足和温度的控制。一次发酵结束后由货车将物料运往二次发酵区域进行二次发酵，二次发酵选择条垛式发酵方式，发酵周期为25d，发酵过程选用垮式翻推机对物料进行翻堆，保证二次发酵过程中氧气的充足和均匀，并防止堆体内部温度过高，使堆肥化更彻底，堆肥更均匀。经过两次充分发酵过后堆肥应景熟化，再进行合适的后处理后将堆肥产品打包后进行存放。图1-堆肥系统工艺流程图4 厂址选择4.1 厂址选择原则（1）远离人群居住地区和环境敏感地

14、区（2）交通便捷，水力供应和电力供应方便，节省建设费用（3）在城市或村庄的下风向。 4.2厂址确定厂区选址区域如下图所示：图2-厂址区域图注：方形的为主厂区，弧形的为厂区外围。选址区特点（1）该地区地势较为平稳，为丘陵地形。（2）该地区西北方向有公路，方便车辆运输，且该区边缘有电力线，可直接为堆肥厂供电，该区内还有一水塘可作为水源。（3）该地址最高高程为592m，东边最低高程为587m，向南方向最低高程为572，向西方向和想北方向的最低高程为567m,最大高程差为25m，厂址区域长500米，宽400米，总面积200000平方米。（3）该地区不属于环境敏感区域，居民较少。（4）该地区地处所在区的

15、下风向，对环境危害小。4.3选址的合理性分析（1）该地区地势较为平坦，所在区域或周边有公路和电力线，交通运输方便，电供应方便，节省了建设费用。（2）该地区不属于环境敏感区，且处于下风向，对当地生态环境袋影响不大。（3）该区域居民少，搬迁少，节省了额外开支，且部分民房还可以征用，节省建设费用。5 工艺设计5.1垃圾收运堆肥厂要求24h全天工作，垃圾收运车需每日至指定垃圾中转站运输垃圾，考虑到垃圾中转站到堆肥厂的运输距离及装车、卸车、甚至中途堵车等因素影响，现设计每辆车半天来回工作2次，即每日4次。现选定东风140摆臂式垃圾车为该堆肥厂收运车辆，额定装载质量为7850kg，箱体容积为8m3,其主要

16、型号性能见下表：表5-1垃圾车选型车辆型号CLW5108BZL外形尺寸（mm）750024001200总质量(Kg)9465额定质量(Kg)3500额定转载质量（kg）7850百公里耗油(L)10据环境卫生工程2007年第06期可查，重庆市主城区生活垃圾的容重为303383kg/m3，平均值为351kg/m3（0.351t/m3）, 垃圾中有机物(湿基)含量较高(20%)，适合于堆肥。设取垃圾压缩后体积为原体积的一半。车辆数量：堆肥厂日处理的垃圾的体积： 现设取垃圾车的装填系数为0.8。所需车辆数：，取整为14辆据垃圾中转站的设计规范得垃圾车的备用车系数1.2，计算需备用的车辆数量。即该堆肥厂

17、需要配置17辆垃圾车运输垃圾，每辆垃圾车配置两个垃圾箱，则要34个垃圾箱。5.2计量在原料储存间垃圾运输车辆进口处设置一电子计量磅秤，确定电子地磅秤的最大称量为20t，尺寸规格为39m。5.3原料贮存5.3.1储料仓设计垃圾经过计量后运至卸料仓卸料。设计存料区的贮存能力为3天的垃圾量。存料区容积： 卸料仓由垃圾车辆卸料地台、封闭门、滑槽、固体废物贮存坑等组成。固体废物贮存坑设置在半地下，采用钢筋混泥土制造，要求耐压防水并能够承受起重机的冲击。坑底部分横截面为梯形，坡度为1/2，斜面高差取2m，并设置集水沟，排出固体废弃物堆积过程中产生的渗滤液，取垃圾水分的1通过渗滤的途径流失。此外，为方便在必

18、须情况下工作人员进入仓内进行清理和排除故障，还需设置一定的通风口与风机、管道、除臭装置组成除臭换气系统，且在卸料台处需配置除臭除尘的装置防止垃圾车倒料时产生的扬尘和恶臭气体。 (1）卸料仓尺寸确定选一有高差的地势筑建垃圾卸料仓，卸料仓分为存料区和卸料漏斗两大部分。现取卸料仓地下部分尺寸为24000mm*8000mm*7000mm，在朝垃圾车进入方向的卸料仓离墙壁分别离两边2m处各留宽3.6m高2.4m的门，在离门2m处作为卸料台，中间筑建坡度为3/2的滑槽连接卸料台和存料仓。地面部分在存料区旁边1m处预留3个6000mm*6000mm的方孔做为垃圾漏斗接收起重机抓头袋给料，两方孔之间隔2m，两

19、边离墙体各1m，并在此边墙壁上方3m处开一1000mm*1000mm的通风口。存料区总尺寸为24000mm*8000mm*12000mm。 表5-2起重机抓斗选型型号DYZ1540抓斗外型尺寸（mm）289023804200额定斗容量(m3)4配用起重机吨位（t）15开闭时间（s）10颚瓣数量6 (2) 集水沟设计卸料仓底部最低平面与斜面的最低点的高程差取为500mm，,在此平面往上用钢筋混泥土建成一个厚50mm的平面与卸料仓底部斜面相接，之下部分即为横截面为V形的集水沟，平面上还需每隔60mm均匀的留出直径为20mm的圆形孔洞让渗滤液顺利的流入集水沟，并在平面上铺上一层网孔为5mm*5mm的

20、防腐耐酸筛网以防止细小废物漏入集水沟内，集水沟壁还需铺设一层HPDE膜防止渗滤液侵入土壤层造成土壤或地下水污染。斜面长度： 集水沟内表面积： 集水沟宽度： 集水沟截面积： 在集水沟的出口处设置一个最大口径为500mm的锥形积液槽达到收集与缓冲渗滤液的作用，下端用口径为10cm的HPDE管连接将渗滤液输送走。5.4存料间通风除臭设计存料间中的垃圾在对方过程中会腐烂变质，分解后会散发难闻臭味，且臭气当中成分复杂，不免会产生一些可燃性气体，为避免发生火灾等危害，必须对存料间内臭气进行合理处理。表5-3臭气处理工艺综合因素对比工艺名称适用范围优点缺点去除效果高空稀释排放法适用于臭气浓度较低的有组织排放

21、的恶臭处理运行简单、运行费用低受气象条件及地理位置影响较大，且烟囱高度有一定要求只是对臭气进行转移稀释活性炭吸附低浓度臭气处理初期投资较低，运行维护简单活性碳易饱和，需再生或更换，所以后续运行费用较高。易产生二次污染。只是对臭气进行转移湿式化学吸收排放量大、高浓度臭气处理反应快、运行可靠配置附属设施较多、运行管理较复杂、运行费用高对单一成分臭气处理效果较好植物液分解开放环境中、低浓度臭气处理初期投资极低，运行维护简单运行费用较高，不能较好解决冬季结冰问题适用于不能完全收集的开放空间或作应急使用。对中、低浓度臭气去除效果较明显土壤法适用于臭气浓度低且地较充裕的地方设备简单、运行费用极低、维护操作

22、方便占地面积较大、对高浓度和浓度变化较大的臭气处理效率有限对低浓度难溶性臭气处理效果较好生物法适用于各类恶臭气体处理总投资和运行费用较低，基本无二次污染对温度、湿度、PH值等过程参数控制要求较高对含N、S成分的臭气处理效率较高由于存料间空间较大，且不常开放通风，一般处于密封状态，要求换气次数不多，采用臭气集中收集处理的投资成本不大，且臭气浓度较小，所以。本方案选择生物法分解的方式建立除臭间对原料间臭气进行处理。存料间预留的通风口用以室内气体通风换气，用风管和风机系统将室内臭气进行收集处理。对于室内通风换气的设计原则是以人为本，换气次数根据人的进入状态确定，一般，不进人或一般不进人的地方，换气量

23、取23次/h；有人进入但工作时间不长的区域，换气量取35次/h；有人长时间工作的环境，换气次数取58次/h；持续工作场所，换气次数：815次/h,本设计换气次数取2次/h。设计风管内的风速为10m/s，计算风管的尺寸和风机的额定风压。用生物除臭法除臭，建立除臭间，用天然树皮和木屑作为填料，填料比例为树皮：木屑为=3：7，根据查找的案例资料取填料的表面负荷为100m/（h），填料堆高1m，堆两层，两年更换一次填料，除臭间两头为锥形，以便减缓气体进入除臭教案的速度和增减气体排出除臭间的速度，除臭间主体部分为矩形，用以堆放天然填料。 除臭间主体部分尺寸： 在卸料口处，为防止垃圾车卸料时除臭的扩散，本

24、设计采用在卸料口卷门的上方安装强风风幕机，当卸料时开启风幕机使风幕机吹出的强风起到隔断存料间臭气与外界空气的作用，防止存料间内的除臭扩散造成环境污染。表5-4风幕机选型名称类型型号风量（m3/h）电压（V）离心式风幕机防腐风机FM3015H1330220频率(HZ)风口风速(m/s)长度(mm)噪音(dB)功率（W）5011.21200523355.5 预处理车间堆肥工艺的预处理包括分选、破碎、筛分和混合处理工艺。当垃圾运至堆肥厂经过计量后运至储料间内进行废物预处理工作。5.5.1分选垃圾堆肥处理前需经过人工分选和风力分选，除去大块的质重的玻璃、陶瓷、金属等不可进行堆肥的固体废弃物。根据堆肥厂

25、的日处理量及各成分所占百分比可计算每日需处理垃圾中各成分的量。 表5-5垃圾成分日处理量种类所占百分比%每日垃圾中含量250厨余垃圾0.52130250果皮类0.1332.5250纸类0.0922.5250纤维0.0410250玻璃0.0410250金属0.025250其他0.037.5250塑料0.1332.5给料装置一般有起重机抓斗、板式给料机、前端斗式装载机等三类。起重机抓斗的基本形式有钢索式抓斗和油压式抓斗。考虑到实用需求和造价以及适用范围等因素，又由于板式给料机供料仓容积有限，储料池不能太大，所以在储料仓采用板式给料机给料时必须另设进料装置，所以现选择油压式抓斗和板式给料机结合使用为

26、该堆肥厂的垃圾给料装置。板式给料机的尾部料斗与卸料漏斗底部卸料口相连（尾部料斗保持有物料），卸料漏斗四面均以45度角向下倾斜2.5m与板式给料机的尾部料斗相接。头部排料口与皮带传送机相连，将物料送上皮带传送机进行人工分选。人工分选设计板式给料机给料的厚度为100mm，宽度为500mm，给料速度为0.22m/s，尾部料斗尺寸设定为4000mm*5000mm*2000mm，并在尾部装一个长为4000mm，宽为5000mm，高程为500mm以30角的斜面可自动工作的推板，推板的水平面上要加平板密封，方便均匀给料。给料机给料宽度为500mm，物料厚度为100mm，做计算。表5-6给料机型号类型板式输送

27、机链板运行速度(m/s)0.22给料机宽度（mm）500给料机长度(mm)5000尾部料斗尺寸5000mm*4000mm*2000mm尾部加推板堆肥厂日处理的垃圾的体积： 950.4m3/d890.31m3/d，可以满足堆肥厂的处理要求，所以可确定板式给料机的大小型号。垃圾被运出板式给料机后送上皮带传送机，皮带宽度应比给料机出口略宽设定为800mm，选择槽式皮带输送机，并且皮带的一边需设置300mm高的挡板，另一半加高150mm后做一个倾角为45高差为50mm的斜板以方便工人进行分选工作并避免挡板磨伤手臂，整个人工分拣处理线分拣人员工作的高度为1.2m(工作人员身高按1.55m算)。设计皮带总

28、长5000mm，分拣人员配置三个装料箱，分别存放分选出的不可回收利用的石块和陶瓷及塑料等废弃物、可回收利用的可回收利用的金属和玻璃，每个箱子还需配置一个推运装置以方便卸倒。表5-7 1#皮带运输机选型类型：带式输送机型号：DY输送距离（m）5皮带宽度（mm）800需按设计制造挡板分选工人每天工作八小时，设置3台皮带运输机，3条皮带运输机配套设置3条供人工分选线。所需配置分选人数3个。 装料箱的尺寸：根据分拣出的废弃物量的不同，每个料箱的尺寸需不同才能保持分拣工作进程一致。设定人工分选的效率为25%计算各成分中被分拣出来的废品量。在查找资料后现取塑料的密度为0.9t/m3，玻璃的密度为2.5t/

29、m3，金属的密度为6.8t/m3进行计算分拣出的各物料的体积，塑料和其他废弃物的装填系数为0.8，玻璃和金属的装填系数取0.85，计算出各成分每日垃圾量的贮存空间，再确定一个运输周期，确定堆肥厂需建的贮存空间尺寸。分选人员需要配置3个周转箱，左边的一个周转箱尺寸为0.5m*0.8m*1.2m,用来装分拣出来的塑料和其他不可回收利用的物质；右边放2个周转箱，尺寸为0.5m*0.6m*0.8m，分别用来装分拣出来的玻璃和金属；大尺寸的周转箱现预计购买5个，小尺寸的先预计买10个。工作时间核算即人工分选的工作人员实际的工作时间为7.49h。人工分选后将3条分选线上堆垃圾汇总到2#皮带运输机上。设计2#皮带运输机袋宽度为1.5米，运输距离为10米，皮带两边加500mm的挡板防止垃圾掉落。表5-8 2#皮带运输机类型：带式输送机型号：DY输送距离（m）10皮带宽度（mm）1500需按设计制造挡板风选机分选设定风选机的分选率为30%，风选机能根据物料到密度不同将物料分出轻质的塑料与纸张，重质的碎石、陶瓷和金属以及其他垃圾，则风选机分选出的个成分的量可计算出来。则两次分选后被分选出的各物质的总体积： 风选机选型进入风选机的垃圾体积： 处理垃圾质量：250-13.75=236.25t表5-9 风选机选型型号：WS品牌：NI