《固体废物处理与处置》课程设计指导书2资料.pdf

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1、固体废物处理与处置A 课程设计 指导书 学院、部环境科学与工程学院 系、所环境工程 授课教师 课程名称固体废物处理与处置A 课程设计 课程学时2 周 教材名称城市生活垃圾卫生填埋技术规范 2011年 10 月 28 日 一、课程设计的目的 通过课程设计， 1）进一步培养学生综合运用所学“固体废物处理与处置” 的理论知识、独立分析和解决工程实际问题的能力；2）在工程实施的基本训练 中进一步消化和巩固固体废物处理与处置课程所学内容及相关知识；3）掌握调 查研究、查阅文件、确定系统设计方案的方法；4）提高使用技术资料、认识及 遵守国家工程标准、规范和规定、进行设计计算、绘制工程图、编写设计说明书 的

2、能力；5）培养学生理论联系实际、正确分析和解决问题的能力；6）初步具备 对一般固体废物处理系统的设计能力，为毕业设计打下坚实的基础。 二、课程设计组织形式 课程设计是学生按学校教学计划所规定的课程学习结束后的实践性教学环 节，因此“固体废物的处理与处置A课程设计”安排在“固体废物的处理与处置 A”课程讲授之后进行。具体的形式是教师给学生下达课程设计任务书，在专门 的课程设计教室让学生独立完成，教师指导答疑，检查学生的进度与完成情况。 本课程设计要求设计一个固体废物处理系统（城市垃圾收集线路设计、 城市生活 垃圾综合分选处理系统设计、有机垃圾产沼工艺的设计），50 位学生分成 10 组， 每组

3、5 人不等，在设计中做到工作各有重点， 每一学生设计的内容不同但相互关 联，通过同组分工协作，提高学生的组织、协调能力，并了解所涉及的固体废物 处理与处置各个环节的具体内容，进一步丰富知识体系， 提高整体设计能力， 并 且要求学生撰写出规范的设计说明书。 三、课程设计步骤 设计布骤如下： 1、由给定的任务书明确自己要做的工作，查阅相关的文献参考资料； 2、分析确定固体废物处理系统的组成； 3、对固体废物处理系统进行计算和设备选型计算； 4、进行系统布置，完成图纸绘制； 5、进行说明书编写。 分选 系统的 确定系统 的 物 料 衡 算系 统设 备 的 计 算 选择 绘制图纸设计说明书编写 四、课

4、程设计要点 “废物的处置与处理”课程设计的要点是： 1、固体废物处理系统工艺流程的选择分析与确定； 2、对处理系统内各种处理设备的计算选择和描述； 3、处理后固体废物的出路分析； 4、厂内辅助建筑物以及道路等的说明； 5、固体废物处理系统的总图布置及其他说明成果的图纸； 五、课程设计进度安排 1）设计动员，布置任务，提出要求，答疑。时间 0.5 天； 2）文献查阅，了解、学习 城市垃圾收集设计 的方法，时间 1.5 天； 3）进行设计计算，时间4 天； 4）绘制图纸，时间 4 天； 5）编写设计说明书（含计算） ，时间 2 天； 6）评议，时间 1 天。 课程设计总时间 14 天。 六、主要技

5、术的案例分析 6.1 城市垃圾收集线路设计 6.1.1 城市垃圾收集线路设计任务书 （1）设计资料 某城市所在地 - 中兴城镇， 2004 年末城市建成区人口202468 人。根据该 城市总体规划，人口自然增长率为10.2 ，机械增长率15.1。现状城市用地 20km2 。目前有垃圾车 21 辆，人力车 72 辆。城市共设置垃圾收集点87 个，街道 上设置果皮箱 198 个。规划面积 35km 2。 该城市环卫现状地形图（比例为1：10000） ，城市规划设计图（比例为1： 5000） ，能源资料各一份（略） 。 （2）设计工程规模、期限及要求 工程设计年限： 15 年； 垃圾收集设计总量；

6、垃圾收集布置、方案及线路设计。 （3）设计成果 设计说明书（含计算）一册，字数不少于5000 字； 城市垃圾收集总平面图1 张或城市垃圾收集线路设计图1 张或城市垃圾 中转站平面布置图1 张等。 6.1.2 城市垃圾收集线路设计的设计说明书主要内容（正文的部分摘要） 1概述 （1）垃圾成分现状 根据该城市环卫现状图， 与及环卫部门提供的资料及对该城市生活垃圾成份 的调查分析， 其垃圾成份有如下特点： 该城市属于中等发展水平的工业城市，垃 圾成分以厨余、果皮、树木、粪便为主；玻璃、塑料、金属、织物、废电池等可 回收物质的比例相对较大； 城市周围部分居民烧柴或煤， 垃圾中煤灰比例相对不 高。 按以

7、上垃圾成份特点， 经以其他同类城市的垃圾成份进行类比分析，设计该 城市生活垃圾成分为： 玻璃、塑料、金属、织物、废电池等废品占25，煤渣 土砂石等无机物为35，厨余物等有机物为40左右。 本设计暂以上述资料为 基础进行技术分析。 建议该城市城建、 环卫部门对区内生活垃圾成份进一步进行 调查分析，提供全面、准确的现状垃圾成份分析资料和垃圾成份变化预测值。 （2）垃圾成分变化趋势 根据目前国内外城市垃圾的一般规律，随着生活水平的提高和环境保护知识 的进一步普及， 城区生活垃圾的成分还会发生变化，即有机物含量会提高， 无机 物含量相应下降；纸、塑料、金属等可回收物的含量会逐年上升；垃圾量呈现上 升

8、下降 上升趋势。 2垃圾收集服务人口及面积 该城市现状城市用地20km 2，2004年人口 202468人。根据城市总体规划 （远 期 2020 年）城市规划用地35km 2，总人口 309625 人。 本工程按 2020 年总人口 309625人设计，服务面积35km 2。 3垃圾产率 根据中国环境科学研究院对我国五百多个城市生活垃圾产生量的统计分析， 目前我国中小城市人均垃圾产生量一般在0.9 1.2kg/ 人.d 左右，垃圾密度一般 为 0.4 0.6t/m 3。 根据该城市环卫站统计数据表明， 城区 2004年清运垃圾量共 计 7.39万 t ，现状城区垃圾产生量平均为 202.47

9、td，人均垃圾产率为 1.000kg 人 d。 城市生活垃圾产生量主要与城市性质、城市居民生活水平、 消费习惯、 城市 气候特征、 城市燃气使用率等因素密切相关。根据某城市总体规划， 该城市将在 未来的十几年内加快城市化进程。 考虑到其社会发展情况及今后垃圾分类收集的 逐步实施，并参照国内外城市垃圾产率的变化规律，设计该城市的垃圾产率将随 着经济的发展和城市化进程的加快，在一定范围内呈现上升趋势。 经过一段时间 的发展，随着人民生活水平的逐步提高，其垃圾产率将逐渐呈现下降趋势。设计 预计该城市的人均垃圾产率将由2004 年的 1.000 kg 人d 上升到 2007 年的 1.030 kg 人

10、 d，之后再下降到 2020 年的 0.962 kg 人 d。 4 垃圾产生量预测 按照规划年限，该城市各年的垃圾产生量如下表所示： 表 6-1-1 某城市垃圾产量预测表 年 份 人 口 （单位：人） 人均垃圾产量 （kg/ 人 d） 日产量 (t/d) 年产量 (t/a) 累计 （万 /t ） 2004 207591 1.000 207.59 75770 7.58 2005 212844 1.010 214.97 78464 15.42 2006 218229 1.020 222.59 81245 23.55 2007 223751 1.030 230.46 84118 31.96 2008

11、 229412 1.022 234.46 85578 40.52 2009 235217 1.014 238.51 87056 49.22 2010 241168 1.006 242.62 88556 58.08 2011 247270 1.000 247.27 90254 67.10 2012 253526 0.995 252.26 92075 73.31 2013 259941 0.990 257.34 93929 85.70 2014 266518 0.985 262.52 95820 95.29 2015 273261 0.980 267.80 97747 105.06 2016 28

12、0175 0.976 273.45 99809 115.04 2017 287564 0.972 279.22 101915 125.23 2018 294532 0.968 285.11 104065 135.64 2019 301984 0.965 271.41 106365 146.28 2020 309625 0.962 297.86 108719 157.15 5 城市垃圾收集工程规模 根据垃圾产量预测表，现状垃圾日产量207.59t/d ，近期 2010 年为 242.62 t/d ，远期 2020 年为 297.86 t/d，规划期内平均产生量为275t/d 。以垃圾产生 量预测

13、值逐年合计的平均值作为本课程设计的设计规模，规划年限（20052020） 内垃圾总量为 157.15 万 t/a 。 6垃圾收运系统 垃圾收运主要包括三个阶段， 第一阶段是贮运， 是由产生垃圾住户或单位将 垃圾送至贮存处的运输过程； 第二阶段是收集和清运， 主要是垃圾的近距离运输， 用清运车辆沿一定路线收集清运容器或其他贮存设施中的垃圾并运至垃圾中转 站；第三阶段是转运， 在城市垃圾中转站将垃圾转运至大容量运输车上，运往垃 圾处理场。 在规模较小的城镇也可即收即运，不设中转站， 直接用垃圾收集车或 压缩式垃圾收运车运往垃圾处理场。 7垃圾收运系统 （1）垃圾收运规划总体原则： 坚持生活垃圾处置

14、 “减量化、资源化、无害化” 的原则；坚持“环卫设施与城市建设同步发展”的原则；坚持“全面规划，合理 布局”的原则；坚持“规划先行，管理并重”的原则；坚持“科学设计，适当超 前”的原则。 （2）垃圾收运模式 根据某城市的实际情况， 近期垃圾收运体系采用多种方式并存， 具体形式为： 对于居民区、商业区的垃圾在实现袋装化的前提下，保证垃圾不落地定时定 点收运；对于商业区和企事业单位及工厂、学校产生的垃圾的收集，采用单 位内部的垃圾容器定点收集；上述居民区、商业区和企事业单位及工厂、学 校收运体系中，当中转站及运输车配置不足时， 采用收运车直接送往垃圾处理场。 收集流程如图 6-1-1 所示： 图

15、6-1-1某城市垃圾收运系统简图 但是这种收集模式，日常运行费用比较高，将被逐步淘汰。目前多采用图 6-1-2 所示的新型收运模式，即将散乱的垃圾收集后送至压缩中转站进行压缩， 然后有大型中转车集中运到填埋场处理。 图 6-1-2 某城市垃圾收运系统简图 8垃圾收集方式 城区推广垃圾袋装化，主要街道和商业大街设置垃圾桶， 实行定时定点收集； 一般次要街道和居民区、企事业单位设垃圾间，部分偏僻地段（城乡结合部等） 保留垃圾桶。 考虑到城区垃圾收集方式和收集车辆现状及现有的垃圾收运设施及其完善 需要一个过程， 近期在部分地区如老城区保留人力车收集垃圾的方式，以后逐步 向机动车收集过渡； 新城区垃圾

16、仍然由垃圾收集车运至收集站，再由垃圾车运往 处理场。以后将在所有城区逐步建设垃圾中转站，采用大型的垃圾运输车运送垃 圾， 完善城市垃圾收运系统， 并在条件适宜时逐步推广垃圾分类收集和分类处理。 设计垃圾车 45辆，现有的人力车 72 辆将逐步退出。根据国家城市环境卫生 设施设置标准，该城市共设置垃圾收集点服务半径不大于200m （约为 1115 个） ， 占地面积不少于 40m 2，达到城区 1 个/ 3.14 万 m2。宽度超过 7m以上的街道上设 置垃圾箱（或垃圾桶、果皮箱等） ，间距为：商业大道间距45m ；交通干道 70m ； 一般街道 90m 。今后根据发展逐渐将单一的垃圾箱逐步改为

17、分类垃圾箱（或桶） 等。吸粪车设计为12 辆。 在城市的东、西、南、北四个城区各设计、建设一个中型的垃圾中转站，占 地面积不少于 1700 m 2，并确定每个垃圾中转站的服务区域。 垃圾中转站转运型式方案有三种：不压缩方案（地坑式）。在转运站内挖 地坑并放置垃圾集装箱， 将垃圾直接投放集装箱， 装满后由吊车装上改装过的垃 圾集装箱转运车运往垃圾处理场。压缩方案。转运站内不设地坑，而是放置 垃圾压缩箱，将垃圾投放入箱后进行压缩。 垃圾箱装满后由液压装置将箱体升起， 由垃圾运输车运往垃圾处理场。爬背式（拉臂车式）方案。在转运站内修建 坡道和中转平台，平台上设料斗。垃圾收集车（包括人力车）驶上平台，

18、将垃圾 卸入料斗，再装入垃圾自卸车运往填埋场。与集装箱（地坑式）转运站相比，爬 背式方案省去了吊车和集装箱吊装一道工序，操作较为简单，但其占地面积大、 土建投资多， 人力收集车上中转平台又比较困难，而且如管理不善易造成二次污 染。因此本课程设计不考虑这种转运型式。根据上述 3 种转运型式的特点和城市 的实际条件，避免二次污染和扰民，本设计转运站采用压缩式的转运形式。 9. 压缩式中转站设计 主要设备：压缩式中转站一次性投资大， 设计考虑每个中转站先配4 个压缩 箱和 4 辆垃圾运输车，今后再逐步完善配套。主要设备如下：8 吨运输车 4 辆； 8 吨压缩箱 4 个；液压站 2 个；吊架 2 个。

19、 10其它垃圾收集 医院垃圾、涉外宾馆垃圾等危险垃圾，无论近远期均必须由其自行送焚烧 炉焚化，安全处置； 建筑垃圾， 应由施工单位按环卫部门指定地点和要求进行运 输和倾倒， 严禁随意倾倒， 经协商可以运至垃圾处理场作为填埋覆盖材料；工业 垃圾，应由产生单位自行处理、处置，接受环卫部门监督。 11该城市垃圾收集设计小结 城市垃圾收集应贯彻落实我国政府制订的可持续发展战略：“人口、经济、社会、 环境和资源相互协调的、 既满足当代人的需要而又不对满足后代人需求的能力构 成危害的可持续发健的道路。 ”垃圾收集的发展目标可以扼要地归纳为无害化、 减量化、资源化（简称“三化” ） 。由于垃圾量目前在逐年上

20、升，需要把目前的收 集模式逐步地、有计划地整合，其流程示意图如图6-1-4 所示。 为完成该城市垃圾收集的发展目标，还需要继续进行下列工作： （1）源头减量其理想期望值为生活垃圾的零排放，以获得垃圾问题的根 本解决。但目前该期望是难以实现的。鉴于此，应采取措施尽量从源头避免垃圾 量的产生。通过组建工作机构， 建立工作制度， 明确各环节的 “源头减量”任务， 制订推进计划，以期取得成效。 （2）上游减量指垃圾已经产生，但尚未进入收集、运输、处理系统之前， 消费者应该把部分废弃物，如张纸、玻璃、金属等出售给废旧物资回收部门，以 实现生活垃圾的减量化和资源再生利用。 “上游减量”是一项潜力大、效果好

21、的 措施。根据我国城市的调查，其城市垃圾中通过资源回收再生利用，垃圾减量 11以上。由于城市垃圾量的年增长率约为7，所以仅此一项措施就有可能实 现生活垃圾产量的负增长。 可见其潜力之大， 效果之好。 目前的废旧物资回收系 统应予以充实，建立数量足够、方便、高效的回收网络，以满足消费者出售废品 的需求。 （3）分类处置是指建立在城市垃圾分类收集基础上的分类运输、分类处理 （处置）系统。该系统比目前的混合收集、运输、处理（处置）系统效率高、效 果好。目前分类收集正在部分城市进行试点。虽然全面推广尚需要时间， 但应该 把握住发展方向，以免贻误工作。 （4）最终处置最后的垃圾，再次根据其垃圾特性实行最

22、终处置。 12、图纸（略） 图 6-1-3 某城市垃圾收集系统流程示意图 图 6-1-4 某城市垃圾完善的收集系统流程示意图。 6.2 垃圾分选工艺设计 6.2.1 分选工艺路线确定 本次课程设计确定工艺从我国目前城市生活垃圾处理现状出发，考虑到原生 垃圾成份复杂，劳动力资源又丰富，采用机械为主，辅以人工粗选的方法；废塑 料和废纸主要为塑料袋和卫生间废纸，回收利用经济效益不高， 故可直接将这部 分作为垃圾焚烧原料。 分选工艺采用城市生活垃圾简易处理方法，以分选产物作 为填埋、堆肥和焚烧为目的。分选工艺流程如图6-2-1 所示 图 6-2-1 垃圾分选工艺流程 6.2.2 物料衡算 垃圾分选系统

23、按设计规模、 每天工作时间，每个分选设备物料走向逐步计算。 以 100t/d 处理能力进行计算 。 （1）垃圾分选厂每小时的处理量 T Q Q 0 Q每天的垃圾处理量， Q=100t/d； T每天的工作时间， T=10h； Q0=100/10=10( t/h)； （2）人工分选 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、2.0%塑料和约 0.5% 其他无机物质被选出， 即： 金属 q1=Q01%=101%=0.1(t/h) 玻璃 q2=Q00.6 %=100.6%=0.06(t/h) 塑料 q3=Q02.0

24、%=102.0%=0.2(t/h) 其他 q3=Q00.5%=100.5%=0.05(t/h) 则经过人工手选可分出的垃圾有： Q1=0.1+0.06+0.05+0.2=0.41(t/h) （3）磁选 垃圾经过磁选滚筒理论上可以分选所有的金属： htQQ/158.0%58. 110%58. 1 02 （4）选择性破碎机 筛上物主要是纸、布、革、塑料、部分有机物等d50mm 的物质 htQQ/581. 2%81.2510%)13.3%68.2%20( 03 筛下物为 dx 80) 中等 (80x 70) 及格 (70x 60) 不及格 (x60) 学习 态 度， 技术 水平 与实 际能 力 100 学 习 态 度 认 真，科学作风 严谨，严格保 证设计时间并 按任务书中规 定的进度开展 各项工作 学习态度比较 认真，科学作 风良好，能按 期圆满完成任 务书规定的任 务 学习态度尚好， 遵 守组织纪律， 基本 保证设计时间， 按 期完成各项工作 学习态度尚可， 能 遵 守 组 织 纪 律，能按期完成 任务 学习马虎， 纪律涣散， 工 作 作 风 不 严 谨 ,不 能 保 证 设 计 时 间 和 进度