固废课程设计.doc

中北大学信息商务学院固废课程设计1 绪论1.1 中国城市生活垃圾污染现状 （1）垃圾露天堆放大量氨、硫化物等有害气体释放，严重污染了大气和城市的生活环境。 （2）严重污染水体。垃圾不但含有病原微生物，在堆放腐败过程中还会产生大量的酸性和碱性有机污染物，并会将垃圾中的重金属溶解出来，形成有机物质，重金属和病原微生物三为一体的污染源，雨水淋入产生的渗滤液必然会造成地表水和地下水的严重污染。 （3）生物性污染。垃圾中有许多致病微生物，同时垃圾往往是蚊、蝇、蟑螂和老鼠的孳生地，这些必然危害着广大市民的身体健康。 （4）侵占大量土地。据初步调查，2003 年全国 668 座城市中已有 2/3 被垃圾带所包围全国垃圾存占地累计 80 万亩。 （5）垃圾爆炸事故不断发生。随着城市中有机物含量的提高和由露天分散堆放变为集中堆存，只采用简单覆盖易造成产生甲烷气体的厌氧环境，易燃易爆。 （6）60%以上的城市生活垃圾主要是由小区居民的有机垃圾二次污染后所产生的，也就是说，小区有机垃圾的不断增多是城市生活垃圾不断增加的源头。 随着经济的发展和人民生活水平的提高，垃圾问题日益突出。我国668座城市，23被垃圾环带包围。这些垃圾埋不胜埋，烧不胜烧，造成了一系列严重危害。18世纪末的产业革命以来，人类对自然资源的开发和利用在规模上和强度上不断扩大，消耗资源的速度，即物品的生产、消费的速度也在大大加快，这一方面给社会带来了文明，提高了人们生活质量，另一方面也意味着加速了垃圾的增长。而垃圾是环境污染的重要原因之一。如果放任自流，疏于管理和处理，那么它就会造成公害，破坏生态环境，如污染空气、水体和土壤等，最终危及到人们的身心健康。我国是世界上垃圾包袱最沉重的国家。据统计，目前全世界每年产生的4.9亿吨垃圾中，中国城市就占到1.5亿吨。仅北京市，日产生活垃圾总量已达2.09万吨，相当于两座半景山的体积；每年运送这些垃圾就耗去市财政6.8亿元。我国日常处理垃圾的主要方法是填埋，由此导致城市历年的垃圾堆存量高达66亿吨，侵占35亿多平方米土地，已有2/3的大中城市陷入垃圾包围，有1/4的城市不得不把垃圾堆存到乡村，由此造成城市垃圾公害变成乡村公害。尤其是城市垃圾的二次污染，导致城乡结合带区域生态环境恶化，危及中国21世纪的可持续发展。因此，垃圾已成为目前我国城市环境卫生所面临的最紧迫问题之一。1.2城市生活垃圾处理的积极意义城市生活垃圾社会理的积极意义是：可以及时处理生活垃圾，杜绝生活垃圾造成的污染，解决生活垃圾的分类回收，使生活垃圾利用更加合理。处理办法要由过去政府投资对垃圾集中处理，变为居民集资就地处理，每户投入不足百元即可实现城市生活垃圾的彻底回收和治理投入成本大大降低要真正推进生活垃圾处理的投资与运营市场化，有许多问题值得我们深入思考和解决：，1、建立合理的城市生活垃圾处理价格形成机制。目前抚顺市已开始在市区征收城市生活垃圾处理费。现实中城市生活垃圾处理的收费低于治理成本标准，尚难满足设施的日常运行维护，难以吸引社会资金的投入。因此，按照“保本微利”原则，加大城市生活垃圾处理费的征收力度，才能推进城市生活垃圾处理设施建设的投资主体多元化，环保设施运营的企业化、社会化改革。2、建立健全的环保投资机制，加强投资的政策引导。目前抚顺市城市生活垃圾处理设施投资和运营的市场化程度整体上仍较低，财政拨款仍是环保设施建设和维护管理的主要来源，而民营资金和国外资金的投入还明显不足。政府正在逐步健全环保投资多元化的激励机制，积极引导社会资本和国外资金投向环保基础设施建设，同时政府管理的重点逐步转移到设施建设的规划、配套政策和技术规范的制定及执行监督。3、建立政府信用保障。在市场经济下交易的基础是政府组织和经济组织之间要有一个法律法规保障下的公平环境，因此，建立健全的政策机制来规范环保投资，规范环保运营管理，保障投资者的利益，解除投资者的后顾之忧，是建立政府信用保障的关键。坚持以法开道，依法治理，加强规范环保市场的法制建设，全面开放环保基础设施建设与运营市场，合理确定投资的回报率，并从调整产业政策上对投资环保公益项目的产业予以扶持，从制度上保障环保设施经营实体在保本微利水平上运行，这样才能鼓励国内外资金积极参与，才能走出一条社会化融资、专业化管理、企业化经营的环保设施投资的市场化道路。4、政府与运营者的功能区分问题。也就是要明晰政府与城市生活垃圾处理设施的投资运营者的各项权利与义务，政府在保障投资运营者权益的同时，加强执法监督管理，确保污染治理工作的落实。2 设计计算2.1课程设计题目生活垃圾综合分选处理系统设计（110吨/天）2.2课程设计目的 (1)通过设计进一步消化和巩固本门课程所学内容，并使所学知识系统化，培养运用所学理论知识进行城市生活垃圾综合分选处理系统设计的初步能力； (2)了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定固体废物处理与处置系统的设计方案，进行设计计算、绘制工程图，应用技术资料，编写设计说明书的能力。2.3设计原始资料垃圾主要成分见表：垃圾组分有机物无机物纸类金属塑料玻璃其他含量/%50.331.32.02.81有机物组分包括：食品残余、果皮、植物残余等。无机物组分包括：砖瓦、炉灰、灰土、粉尘等。垃圾容重平均值为0.49吨/立方米，含水率为45.7%。垃圾中塑料以超薄型塑料袋为主，废纸以卫生间的废纸为主。垃圾热值：1923kJ/分选系统工作量为110吨/天，日工作时间为10小时。2.4 设计计算 简易气流分选2.4.1垃圾分选工艺流程燃料 轻组分选择性破碎机磁选人工手选生活垃圾 筛上有机堆肥 重组分 滚筒筛 筛下 筛上有机物 填埋 筛下碎石、 玻璃等2.4.2分选工艺物料恒算（1）垃圾分选厂每小时的处理量 （21）式中 每天的垃圾处理量， 每天的工作时间，。 （2）人工分选 人工手选去除垃圾中的大块金属、塑料、玻璃瓶、建筑材料等，以利于后续处理。 据经验，经人工手选后大约1%的大块金属、0.6%玻璃和约0.5%其他无机物质被选出，即金属 玻璃 塑料 其他 则经过人工手选可分出的垃圾有 （3）磁选 垃圾经过磁选滚筒理论上可以分选所有的金属 （4）选择性破碎机筛上物主要是纸、布、革、塑料、部分有机物等的物质 筛下物为的被破碎的无机物、有机物、玻璃及气体碎土等。（5）风选轻组分主要为粉尘、塑料纸张等。重组分主要是有机物。（6）滚筒筛分滚筒筛分主要对选择性破碎机筛下物进行进一步风选，筛下物中主要有无机物、部分有机物、碎玻璃等。选择筛孔为。筛上物为的有机物。筛下物为碎土、石渣等无机物和碎玻璃。（7）废物的全过程总的质量为Q2.4.3垃圾储料仓（1）仓体容积 （22）式中 储存时间，d； 最大日处理量，t/d， 有效容积系数，在0.8-0.9之间； 垃圾有效密度，1.1-1.3之间，t/m3。 仓体体积，m3 （2）仓体尺寸计算每个小仓的体积V0，m3；长度a,m；宽度b,m；深度c,m。则 （23）取； 取两个仓体可满足要求。2.4.4吊车、抓斗的选择根据垃圾最大日处理量选择吊车、抓斗，其工艺参数如表2-1 表2-1 吊车工艺参数项目参数设计依据项目参数设计依据数量2台垃圾最大日处理量运行周期143s吊车运行各种动作的速度吨位1.25t抓斗容量实际运行时间50min/h跨度7m储料坑跨度供给能力10t/t抓斗抓起量抓斗一次抓起量为 （24）式中 运行周期，; 实际运行时间，；即抓斗一次抓起量0.4767t即可满足生产需求。选择一次抓起量为1250kg的抓斗。2.4.5 滚筒破碎机选择（1）选型 根据垃圾破碎分选工艺要求选择国产滚筒破碎机，具体技术特征如表2-2 表2-2 滚筒破碎机技术特征规格规格生产能力/()滚筒直径/m长度/m倾角/度转数/()80-12036312筛孔尺寸/mm提升板高度/mm电动机型号功率/kW转数/()50300BJO2-72-4301460图2.1 滚筒内断面示意图（2）计算校核根据式及上图，经验取值横断面装料面积为 （25）物料跌落所需时间 （26） 则 当筛体倾斜安装时实际物料轨迹为不规则的螺旋线，该螺旋线的螺距即物料跌落一次向前所走的距离，即 物料沿滚筒轴向的前进速度为 滚筒破碎机实际生产能力为则所选择的破碎机能满足处理量的要求。2.4.6垃圾滚筒筛 垃圾滚筒筛筛分处理量为 滚筒筛主要参数如下： （1）设计筛体长度4，筛体直径1.6，筛孔取，安装倾角。 （2）筛分效率和生产率。根据“垃圾分选机-垃圾滚筒筛”行业标准，筛下物粒径，筛分效率。选取筛分效率为。 （3）滚筒筛转速 通常为了获得较好的筛分效率，应使物料在筛体内做较大的翻动。滚筒筛临界转速为 根据实验表明，垃圾滚筒筛回转速度一般取临界转速的较为理想，则取滚筒筛转速为12. 料在筛体内的停留时间 根据研究表明，当筛分垃圾时，要得到75%以上的筛分效率，停留时间应达到2530，甚至更长。所以取垃圾在滚筒内停留时间为50，则物料在筛体内沿轴向运动的平均速度为 筒筛有用功率 据资料推导，筛分机有用功率为实际使用时的驱动电机功率还应考虑机械传动损失。2.4.7风选设备对本分选工艺，选用简易立式风选设备。（1） 气流速度确定 风力分选主要将低密度，空气阻力小的重质有机物分开。部分物料密度如表2-3. 表2-3 部分物料密度物料塑料玻璃砖干砂有机物密度9202500184025001200轻质物料以塑料为参考，其悬浮气速为重质有机物以有机物为参考，其悬浮气速为则选取气流速度为6.7。（2） 立式风选几何参数的确定 关于风力分选设备的设计计算目前尚无成熟的方法可借鉴。对于立式分选垂直段主要目的是将纸类，塑料等轻质组分通过气流输送出来，可借鉴流化床气力输送设计经验设计，精确的计算还需要试验及有关的理论进行研究。选择气体速度 根据气力输送设计原则确定垂直段管长7m，考虑到所分选物料为不规则纸类，塑料等，选择管径mm。设高压端气体密度3，故所选气速相当于气体质量速度。估算气-固比 垃圾风选主要去除塑料及纸类，设其堆积密度为。气-固比为所需空气量计算取空气重度为，则空气体积流量为按所选管径100mm和气速，所需空气体积流量为故可选用空压机一台能够满足要求。压降计算 设管内平均绝对压力为，室温为300K，则气体平均重度为垂直管压降旋风分离器选择 根据气体流量3.156和入口风速6.7，选取型旋风分离器，其允许进口风速12，处理量。2.4.8输送带在垃圾分选工艺中，带式输送机是主要的输送机械，它连接各个分选设备。因此，各分选设备段之间的输送带带宽、带长、带速及输送带的安装位置需根据具体情况分别估算。（1）输送带宽度确定 输送带主要输送从垃圾储坑送来经过初级篦子送入的及由输送带送至滚筒破碎机的垃圾，在这一段输送带上同时进行人工分选。故带速不易选择过快，选取带速为0.3m/s。 由于垃圾的密度较小和较松散，所以一般用槽式胶带输送带。胶带输送机的输送能力由下式计算。 （27） 图2.2 物料在胶带上堆积的断面积对于槽型输送带上物料堆积的断面积为其中，胶带的槽角选取TD72型为20。则得带宽为： ，取带宽为1.2m。电动机功率计算 在确定胶带输送机的电动功率以前，首先要计算传动滚筒的轴功率。转动滚筒轴功率的计算公式为： （28）脚面传动滚筒，因此，电动机功率为故选用Y100L-2型三相异步电动机，额定功率为3.0kW。(2)输送带宽度的确定 输送带主要用于输送由滚筒破碎机筛上物（主要为废纸、塑料及部分有机物）至分选设备。由物料衡算，此时输送量为Q3=3.7973t/h。输送带倾角15，倾角系数c取0.885。带速取1.0m/s，则输送带宽度为取带宽为1.3m。电动机功率计算 已知，。采用滚动轴承，查到，导料挡板，空段清扫器，弹环清扫器。将以上各数据带入计算式，转动滚筒轴功率为电动机功率为故选用Y160M-4型电动机，额定功率为11kW。（3） 输送带宽度确定 图2.3 输送带简图 输送带主要用于输送自滚筒破碎机筛下物（主要为无机物，碎石，渣，玻璃及部分有机物）送至滚筒筛。取带速为，输送倾角，倾角系数为0.957，由物料衡算此时输送量为8.3863，计算方法同上。经计算取输送带宽仍为1.2m。电动机功率计算 取。采用滚动轴承，查得导料挡板，空段清扫器，弹环清扫器。将以上各数据带入计算式，转动滚筒轴功率为电动机功率为故选用Y160M-4型电动机，额定功率11。3 结束语通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关固体废物的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。 课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。 参考文献1 “十五”国家级火炬计划项目申报指南. http:/www.hfhitech