A beadásra erülő feladat tartalmazzon mindent ami ebben a mintában benne van. EÖTVÖS JÓZSEF FŐISKOLA Vízellátási és Környezetmérnöi Intézet 009-010. 1. félév Salamon Endre XJFQJA Építőmérnöi sza Nappali tagozat II. évfolyam 77. tanör Hulladéleraó és Komposztáló telep méretezése Környezetmérnöi ismerete gyaorlat 009.XI.0.. Évözi Feladat Aláírás
I. Alapadato Depónia földműveine méretezéséhez: Laos szám: L = 11468 fő Leraó tervezési ideje: t t = 0 év t Hulladé térfogattömege leraás ás tömörödés után: M=07 m A leraó töltéséne egyi olalána hossza (lásd a vázlaton): 100 m Töltés orona szélessége: m Komposztálás technológiai számításához: Külön gyűjtött szerves hulladé aránya (az összes hulladéon felül): +0% Szerves hulladé összetétele: - Szárazanyag tartalom: S sz = 5 % - Szerves anyag tartalom: S szszea = 75% - Biológiailag bontható szerves anyag tartalom: BD sz = 60% g Fajlagos szennyvíziszap produció: M i = 171 LE d Szennyvíziszap összetétele: - Szárazanyag tartalma: S i = % - Szerves anyag tartalma: S iszea = 65% - Biológiailag bontható szerves anyag tartalom: BD i = 50% Komposztálási technológia övetelményei: - Hidraulius tartózodási idő az intenzív és az utóérlelési szaaszban: legalább 0 nap - Szárazanyag tartózodási idő a teljes technológián: legalább 60 nap - A végtermé szárazanyag tartalma 60% Komposzt anyagána térfogattömege a övetező összefüggéssel számítandó: 0 g m c = ahol S az anyag szárazanyag tartalma (százalé tizedes tört alaban S dm behelyettesítve). J A szerves anyag lebontása során eletező hő: U BD = 000 g A víz párolgáshője: J c v = 00 g Beoltáshoz reciruláltatott omposzt mennyisége a everé térfogatáramána 5%-a. Egy omposztprizma helyigénye 056 m /m. Hossza maximum 0 m talpszélessége maximum 7 m. A helyszínrajzon elhelyezendő létesítménye: - Birtohatár védelem: erítés és védő erdősáv. - Porta - Hídmérleg - Abroncsmosó - Szociális épület (helyzete megadott: Észa) - Tűzivíz tározó medence - Gépocsiszín műhely - Csurgalévíz tározó medence - Csurgalévíz gyűjtő és elvezető áro- és/vagy csatornarendszer - Talajvíz figyelő uta - Gázfálya - Depónia gáz inyerésére szolgáló gázuta (tervezett helye)
- Úthálózat burolato paroló - Hulladé leraó tér: - Bevágás és töltés rézsűi a megadott 1: hajlásúa - Mási oldalhossza a bevágás és a feltöltés mélysége a számított méretű (szabadon felvehető a övetelménye betartásával) - Üresen és teljesen feltöltött állapotban szemléltetve. - Nyílt omposztálótér: - Betonburolat a prizmá özt legalább m szabad hely maradjon a özleedéshez - Komposztprizmá a technológiai számításban felvett méreteel és darabszámmal - Kapcsolódó légfúvó vagy -beszívó gépészet biofilter - Fontosabb terepszinte (ld. a mintán) Komposztálás technológiai folyamatábrája II.1. Leraásra erülő hulladé mennyisége II. Hulladéleraó tér méretezése Leraásra erülő ommunális hulladé mennyisége számítása (tapasztalati összefüggésből): 11 11 t t t t m H = 000086 L = 000086 11468 = 5 = 7476 = 7876 = 545745 hét d év 0 év Az elhelyezéshez szüséges hasznos térfogat: mh 545745 t VH = = = 57057 m M t 105 m A leraót úgy alaítju i hogy a bevágásból itermelt föld fedezze a töltés építésne anyagszüségletét. Másrészt a gazdaságos helyihasználáshoz betartandó hogy 10 m < h 1 + h + h < m. Ahol: h 1 = a bevágás mélysége a terepszint alatt h = a töltés magassága a terepszint felett h = a hulladé magassága a töltés orona felett. II.. Leraó méreteine meghatározása Leraó egyi oldala: a = 100 m A leraott hulladé vastagsága (h): 10 m < h < m Feltételezve hogy b. egy téglatest a leraó térfogata: V H = a b h t = 57057 m a = 100 m h = 15 m-re felvesszü így biztos benne lesz a megadott tartományban a épletből b számítható: V H b = = 51 m ~ 50 m a h Tehát a leraó mási oldalát vegyü fel 50 m-re. II.. Töltés térfogatána számítása Koronaszélesség: = 0 m (feladatiírásban adott) Töltésmagasság: h = 40 m (felvehető) Rézsűhajlás: ρ = (feladatiírásban adott)
Talpszélesség: t = + ρ h = 19 m Töltéseresztmetszet: A = h + ρ h = 44 m Leraó oldalaina hossza: Töltés hossza: K = a + b + 4 t = 976 m Töltés térfogata: V töltés = A K = 4944 m a = 100 m (feladatiírásban adott) b = 50 m (előző számítás alapján) II.4. A töltésépítéshez használt bevágás mélysége V 1 = V töltés h1 V 1 = ( T + T t + t) ahol h 1 : bevágás mélysége (m)(ismeretlen) T: csona gúla nagyobbi alaplapja T = a b = 5000 m t = csona gúla isebbi alaplapja t = (a ρ h 1 ) (b ρ h 1 ) = (100 4 h 1 ) (50 4 h 1 ) = 5000 400 h 1 1400 h 1 + 16 h 1 = 5000 1800 h 1 + 16 h 1 Vegyü fel: h 1 = 1 m aor t = 16 m és V 1 = 4104 m Mivel V 1 < V töltés így vegyü fel a h 1 -et 1- tizeddel nagyobbra és határozzu meg a V 1 értéét. Ha V 1 V töltés -sel aor azt a V 1 -hez tartozó h 1 értéet elfogadhatju bevágás mélységéne. (Elegendő 01 pontossággal meghatározni h 1 értéét.) h 1 = 1 m V 1 = 40711 m h 1 = 1 m V 1 = 4988 m h 1 = 17 m V 1 = 4007 m II.5. Hulladétérfogat a támasztótöltés oronájáig h = h = 4 m h V = ( T + T t + t) ahol T: csona gúla nagyobbi alaplapja T = (a + ρ h ) (b + ρ h ) = (100 + 16) (50 + 16) = 4456 m t = csona gúla isebbi alaplapja t = a b = 5000 m V = 15467 m II.6. Hulladétérfogat a támasztótöltés felett V = V H V 1 V = 57057 m 4007 m 15467 m = 978 m h V = ( T + T t + t) ahol h : töltés felett a hulladé magassága (m)(ismeretlen) T: csona gúla nagyobbi alaplapja T = (a + ρ h) (b + ρ h) = (100 + 16) (50 + 16) = 4456 m t = csona gúla isebbi alaplapja
t = (a + ρ h ρ h ) (b + ρ h ρ h ) = (116 4 h ) (66 4 h ) = 4456 464 h 1464 h + 16 h = 4456 198 h + 16 h Vegyü fel: h = 8 m aor t = 8056 m és V = 80067 m Tehát h értéét növelni ell! Ha a V özel egyenlő a V H V 1 V -vel aor azt a h értéet elfogadhatju. h = 988 m aor t = 4969 m és V = 981 m V H V 1 V = 978 m II.7. Teljes magasság ellenőrzése Gazdaságos a leraó helyihasználtsága ha 10 m < h 1 + h + h < m. h = h 1 + h + h = 17 m + 4 m + 988 = 1515 m 10 m < 1515 m < m tehát a leraó földtömeg számítása elfogadható. Abban az esetben ha a leraó túl magas vagy túl alacsony lenne aor a leraó méreteit ell megváltoztatni és a számítást újra elvégezni. III. Komposztálás technológiai méretezése (egyszerűsített) (Érdeességént a részletes számítás megtalálható: Haug R. T. (1986): Composting process design criteria Part I. Feed coditioning. BioCycle Journal of Waste Recycling 7 8-4. p. Haug R. T. (1986): Composting process design criteria Part II. Detention time. BioCycle Journal of Waste Recycling 8 6-9. p. Haug R. T. (1986) Composting process design criteria Part III. Aeration. BioCycle Journal of Waste Recycling 9 5-57. p. Haug R. T. (1986): Composting process design criteria Part IV. Case study. BioCycle Journal of Waste Recycling 0 4-9. p. Vagy Környezettechnológia tanszéi anyago az FTP-n) III.1. Komposztálandó hulladéo mennyiségéne és összetételéne számítása energiamérleg ellenőrzése A szerves hulladé mennyiségéne számítása: t t msz = 0 mh = 0 5= 15700 = 4 hét d A szerves hulladé fracióina arányai: - Víztartalom: Wsz = 100 Ssz = 100 5= 65 % - Hamutartalom: Hsz = 100 Ssz szea = 100 75= 5 % - Biológiailag nem bontható szerves anyag tartalom: BNDsz = 100 BDsz = 100 60= 40 % A szennyvíziszap mennyiségéne számítása: 6 L Mi 11468 171 10 t t mi = = = 109 = 700 S 0 d hét i Az iszap fracióina arányai: - Víztartalom: Wi = 100 Si = 100 = 78 % - Hamutartalom: Hi = 100 Si szea = 100 65= 5 % - Biológiailag nem bontható szerves anyag tartalom: BNDsz = 100 BDsz = 100 50= 50 % A számításo során mindent 1 egységnyi szárazanyag tartalomra vonatoztatun (hogy a technológiai számításoban ne elljen mindig a everés és lebontás során ülön anyagmérleget számolni) ezért úgy adju meg a hulladé összetételét arányaiban hogy a omposztálásra erülő szerves hulladéiszap everé szárazanyag tartalma 1 legyen:
t Szárazanyag mennyisége a szerves hulladéban: msz = msz Ssz = 157 05= 5495 hét t Szárazanyag mennyisége a szennyvíziszapban: mi = mi Ssz = 7 0= 1584 hét Egységnyi everé szárazanyagra fajlagosítva (szerves hulladé): msz 5495 ssz = = = 0776 m + m 7079 i sz Egységnyi everé szárazanyagra fajlagosítva (iszap): mi 1584 s = i 04 m + m = 7079 = i sz Ebből a szerves hulladé arányos összetétele: ssz 0776 Víztartalom: wsz = Wsz = 065 = 1441 S 05 sz Szerves anyag tartalom: s = s S = 0776 075 = 058 sz szea sz sz szea Biológiailag bontható szerves anyag tartalom: bdsz = ssz szea BD sz = 058 06 = 049 Biológiailag nem bontható szerves anyag tartalom: bndsz = Ssz szea BNDsz = 058 04 = 0 Hamutartalom: hsz = ssz H sz = 0776 05 = 0194 Az iszap arányos összetétele: si 04 Víztartalom: wi = Wi = 078 = 0794 S 0 i Szerves anyag tartalom: s = s S = 04 065 = 0146 i szea i i szea Biológiailag bontható szerves anyag tartalom: bdi = si szea BD i = 0146 05 = 007 Biológiailag nem bontható szerves anyag tartalom: bndi = Si szea BNDi = 0146 05 = 007 Hamutartalom: hi = si H i= 04 05 = 0078 Keverés után a omposztálandó everé arányos összetétele: Szerves hulladé Szennyvíziszap Keveré 17 Víz 1018 Víz 5 Víz 1441 0794 5 0776 BD 04 BD 1 BD 049 007 04 BND + BND = BND 0 007 006 0194 Hamu 0078 Hamu 07 Hamu 0194 0078 07 A everé arányos összetétele: w = w + w = 11441+ 0794= 5 sz i s = s + s = 0776+ 04= 1 sz i bd = bd + bd = 049+ 007= 04 sz i bnd = bnd + bnd = 0+ 007= 006 sz i h = hsz + hi = 0194+ 0078= 07 A omposztálás tervezett végtermée S terv.vt. = 60% szárazanyag tartalmú a BD fració a omposztálás során eltűni belőle:
s = s bd = 1 04= 0578 terv. vt w s 0578 04 04 085 06 06 Keveré 5 Víz terv. vt terv. vt = = = Végtermé 096 Víz 5 085 1 BD 0578 BD 04 0 BND BND 006 006 07 Hamu 07 Hamu 07 07 Energiamérleg ellenőrzése: Elpárologtatandó víz mennyisége: 5 085 = 185 J A szüséges hő: Uv = cv 185= 00 185 1 g= 6105 J g A lebontásor felszabaduló hő: J UBD = UBD 04= 000 04 1 g= 984 J > 6105 J g Tehát rendelezésre áll a 60% szárazanyag tartalom eléréséiig elpárologtatandó vízmennyiség elpárologtatásához szüséges energia. III/. Térfogattömege számítása A everé térfogattömege és egységnyi szárazanyagra eső térfogato: s 1 S = = = 0091= 091% s + w 1+ 5 0 0 m = = = 0971 S 0091 v s + w 5 dm m = = = = m 0971 g t III/4. Anyagáramo és tartózodási idő és térfogato számítása Q 105 Q Q vt V 1 V q = 005 Q Keveré napi tömegárama (szárazanyagban megadva) és térfogatárama: t t m = mi + msz = 1584+ 5495= 7079 = 1011 hét d m Q = m v = 1011 = 69 d Hidraulius tartózodási idő az első (intenzív) lépcsőben: HRT 1= 0 d A szüséges térfogat:
V1 = HRT1 105 Q = 0 105 69 = 70788 m Szárazanyag tartózodási ideje az első lépcsőben: V1 70788 m SRT1 = = = 1 d Q m 69 d Összesen 60 nap szárazanyag tartózodási idővel a másodi lépcső térfogat szüséglete: SRT = 60 SRT = 60 1 = 9 d 1 V = SRT Q = 9 69= 115 m Hidraulius tartózodási idő a másodi lépcsőben: V 115 HRT = = = 714 d 105 Q 105 69 III.5. Komposztálás ütemterve: Egy prizma befogad napi hulladéot így egy prizma térfogata: V = Q = 69 = 101 m p Szüséges prizmá száma az első lépcsőben így: HRT1 0 n 1= = = 7 db A másodi lépcsőben: HRT 715 n 1= = = 1 db Egy prizma helyigénye: Vp 101 = = = 1806 m Ap 056 056 b= 7 m 7 m Ap 1806 l= = = 6 m 0 m b 7 Így a tervezett prizmá méretei megfelelne. Ütemterv az átraásora 1 napot hagyva:
III.6. Levegőigény számítása a szerves anyag lebontásához: (A víz elpárologtatás és a felesleges hő eltávolításához szüséges levegő mennyiséget is vizsgálni ellene ebből általában a felesleges hő eltávolításához szüséges hő lenne a mértéadó. Itt az egyszerűség edvéért csa a szerves anyag lebontáshoz szüséges levegőmennyiséget vizsgálju.) A szerves anyag lebontása a övetező elvi összetétellel vehető figyelembe: C 10 H 19 O N + 15 O = 10 CO + 8 H O + NH 01 g 400 g Azaz az oxigénigény: 400 g O m O = = 199 01 g BD Az ammónia általában gázént iszellőzi így oxidációjána levegőigényét nem vesszü figyelembe. Az egységnyi szárazanyagra jutó oxigénigény így: g O MO = m = = O bd 199 04 0840 g Az oxigén tömegaránya a levegőben: % A levegő sűrűsége: 14 g/m A teljes 60 napnyi hulladé száranyag tömeget figyelembe véve a levegőigény: 1 g O g 1 1 g levegö mɺ lev = MO m = = 0840 1011 1000 156 0 g d 0 4 h Q lev mɺ lev 156 m = = = 10 14 14 h III.7. Alalmas fúvó (vagy tetszés szerint szívó) berendezés iválasztása: Katalógus forrása: Meg ell adni! Ventillátor jellemzői: típus 40 Pa 6500 1/min fordulatszám stb.