1、某城市生活垃圾综合分选处理系统设计中文摘要固体废弃物处理通常是指通过物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。垃圾分选，是垃圾处理技术的瓶颈，不管是焚烧、填埋处理工艺，还是综合处理工艺，很多失败案例都是因为垃圾分选不彻底，导致下工序无法处理而使整条生产线都不能正常运行。本文以设计处理量为 400t/天的某城市生活垃圾分选处理系统为目标，确定了垃圾分选系统中的垃圾储料车间，行车与抓斗，破碎，筛分，风选等的工艺设计参数以及设计依据。同时确定了整个垃圾综合分选处理系统的工作流程、以及厂址的选择，厂区的布置。每天可产生金属 9.03t/天、玻璃 2.1t/天、可
2、以进行堆肥的 190.05t/天、需要进行填埋的 148.82t/天。具有很好的环境效益、经济效益和社会效益。关键词 ： 城市生活垃圾，综合分选处理，工艺流程设计，效益分析THE DESIGNING OF A SORTING SYSTEM OF THE MUNICIPAL SOLID WASTE(MSW) DISPOSALEnglish AbstractSolid waste treatment usually refers to pass the physical, chemical, biological, chemical and physical way to solid wastes
3、 as for transportation, storage and use or disposal of solid wastes. Garbage sorting, is the bottleneck of the waste treatment technologies. Whether burning landfill process, or integrated treatment technology. Because of the garbage separation is not complete, lead to next procedure cant deal the w
4、hole production line can normal operation. In this paper.the design capacity for 350 t/a day of urban living garbage sorting processing system for the target, And make sure the garbage sorting processing comprehensive work flow of the system, and the choice of the site, the arrangement of the factor
5、y. Every day can produce metal 9.03 t/d, glass 2.1 t/d, can the composting190.05 t/d, the need for landfill148.82 t/d. Its good for environmental benefits, economic benefit and social benefit. Key words: City life rubbish, comprehensive treatment, sorting process design, benefit analysis目录第一章 绪 论 21
6、.1 课题研究背景 21.1.1 资源与废物的相对性 31.1.2 生活垃圾的危害 31.1.3 城市生活垃圾综合分选处理的技术认识 31.2 生活垃圾分选技术及发展现状 41.2.1 生活垃圾分选技术 41.2.2 生活垃圾分选的发展现状 41.3 本课题研究的目的与意义 51.4 设计的主要内容 51.4.1 设计任务 51.4.2 设计依据 51.4.3 设计内容 6第二章 生活垃圾分选处理工艺设计 62.1 厂址选择 62.2.总平面布置图(见附图) 72.2.1 功能分区 72.2.2 交通运输 72.3 垃圾分选工艺设计计算 72.3.1 垃圾分选工艺的流程 72.3.2 分选工艺
7、物料恒算 72.3.3 垃圾储料仓 92.3.4 吊车、抓斗的选择 92.3.5 磁选设备的选择 102.3.6 滚筒破碎机选择 .102.3.7 垃圾滚筒筛 .122.3.8 风选设备 .132.3.9 输送带 .142.4 环境保护 .18第三章效益分析 183.1 可行性分析 .183.2 经济效益分析 .193.3 环境效益分析 .203.4 社会效益分析 .21第四章 总 结 21城市垃圾分选系统设计说明书3第一章 绪 论1.1 课题研究背景福州全市常住总人口约 700 万人，其中市区常住总人口 300 万人。仅城区每天的生活垃圾收集量就达约 2159 吨，面对如此大量的城市生活垃圾
8、，目前福州主要采取焚烧发电和卫生填埋两种处理方式。其中焚烧处理约 1700 吨/天，其余进入卫生填埋场。目前福州的城市生活垃圾自各中转站装车后基本运往都红庙岭垃圾处理场进行集中处理。1.1.1 资源与废物的相对性固体废物包括所有经过试用而被弃置的固态或半固态物质，甚至还包括具有一定毒害性的液态或气态物质。固体废物的“废”具有时间和空间的相对性。在此生产过程获此方便可能是暂时无使用价值的，但并不是在其他生产过程获其他方面无使用价值。在当前经济技术条件下暂时无使用价值的废物，在发展了循环利用技术后可能就是资源。因此固体废物常被看作是“放错地点的原料”。1.1.2 生活垃圾的危害固体废物任意露天堆放
9、，在占用大量土地，破坏地貌和植被的同时，对大气、水、土壤环境也造成污染。 近十余年，我国城市垃圾排放量的年平均增长速度约为 7%9%。中国城市垃圾总量在未来 1020 年间将随城市化进程加快而增大，预计城市垃圾将以每年 3%5%的速度递增，城市垃圾处理也愈来愈受到政府与公众的重视。垃圾污染事故频出，严重破坏了城市生态环境系统的平衡。城市垃圾已成为制约城市社会经济发展的主要因素之一。1.1.3 城市生活垃圾综合分选处理的技术认识固体废物的分选就是将固体废物中的各种可回收利用的废物获不利于后续处理工艺要求的废物组分采用适当技术分离出来的过程。由于城市生活垃圾各种成分性质不一及其回收操作方法的多样性
10、，在垃圾的资源化、综合利用等方面，分选是重要的操作之一。分选的效果则由资源化物质价值和是否可以进入市场及其市场销路等重要因素决定。城市生活垃圾的组分复杂而不稳定，根据其粒度、密度、磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性的物理、化学性质的不同，可分别选用筛选、重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、摩擦及弹性分选的分选技术进行分选。大体上说，适用于城市垃圾的分选技术是以粒度、密度差等颗粒物理性质差别为基础的分选为主，而以磁力、电力等性质差异为基础的分选为辅。1.2 生活垃圾分选技术及发展现状1.2.1 生活垃圾分选技术城市生活垃圾的组分复杂而不稳定，根据其粒度、密度、磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性的
11、物理、化学性质的不同，可分别选用筛选、重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、摩擦及弹性分选的分选技术进行分选。大体上说，适用于城市垃圾的分选技术是以粒度、密度差等颗粒物理性质差别为基础的分选为主，而以磁力、电力等性质差异为基础的分选为辅。1.2.2 生活垃圾分选的发展现状生活垃圾的综合利用已经成为垃圾处理的发展方向。对垃圾进行分选是垃圾综合利用的前提。垃圾分选设备的研究已列入为国家重点项目之一。目前，生活垃圾越来越多，处理困难越来越大。垃圾处理方法中，传统的直接填埋方式存在许多弊端，对环境也容易造成危害。随着社会的发展，生活垃圾的综合处理就得到越来越多的关注。生活垃圾中含有多种成分，很大一部
12、分可以回收利用。由于处理困难，这部分有用的物质一般都没有得到有效利用。城市垃圾分选系统设计说明书5目前国内大部分使用的垃圾分选设备都是由国外进口。虽然国内也有人对此进行过研究，但多数都停留在理论阶段，很少有实际应用。随着大众对环境的重视，作为垃圾资源化的重要设备，生活垃圾分选设备的研究会越来越受到人们重视，在我国的应用也会越来越广。总之，随着社会进步和经济的发展，垃圾资源化会越来越受到人们重视，垃圾分选设备的研究也会越来越深入，垃圾分类也会越细化，以便更好的回收利用。比如对塑料按类型分类，玻璃可以按颜色分类等等。实现这种超细化分类的机械可能就涉及到光选设备和电选设备了。随着人类社会的进步和可持
13、续发展观念的深入人心，超细化分类必将成为未来生活垃圾处理的发展方向，我们也迫切需要在垃圾机械化处理方面实现新的突破。1.3 本课题研究的目的与意义(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。1.4 设计的主要内容1.4.1 设计任务设计规模 400t/d 的某城市生活垃圾分选系统。1.4.2 设计依据垃圾主要成分见下表 1-1表 1-1 垃圾成分设计参数取值垃圾组
14、 有机物 无机物 纸类 金属 塑料 玻璃 其它分含量/% 54.3 31.3 2.68 2.58 5.13 1.2 2.81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 0.43t/m3，含水率为 49.4%。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/kg。分选系统工作量 400t/d；日工作时间为 10h。1.4.3 设计内容1.垃圾分选系统设计方案的分析确定。2.垃圾储料仓设计计算。3.分析系统各设备选型计算：确定选择性破碎机，滚筒筛，简易风选机型号和规格，并确定其主要运行参数。4.皮带运输机计算
15、及布置，并计算各段的长度，点击功率。 5.编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定，设计计算，设备选型计算和有关简图等内容。课程设计说明书应有封面、摘要（中英文） 、目录、正文、小结及参考文献等部分，文字应简明通顺，内容正确、完整、装订成册。6.图纸要求垃圾分选系统流程图及高程图 1 张。流程图应按比例绘制，标出设备、管件编号及标高，并附明细表。分选系统总平面图 1 张分选系统剖面布置图 1 张设备安装定位图 2 张图中设备、管件应标注编号，图纸应按比例绘制，应能表明建筑外形和主要结构形式。在平面布置图中应有方位标志（指北针）城市垃圾分选系统设计说明书7第二章 生活垃圾分选处理
16、工艺设计2.1 厂址选择一般情况下，为了输送方便和处理方便，垃圾分选处理系统和垃圾焚烧系统，垃圾堆肥系统建在一起。考虑到需要很大的占地面积的同时，还要考虑运输费用，综合以上因素，垃圾分选系统适合建在交通相对方便的郊区，人口密度小，避免设备运行的噪声影响周边居民的日常生活。2.2.总平面布置图(见附图)2.2.1 功能分区2.2.2 交通运输2.3 垃圾分选工艺设计计算2.3.1 垃圾分选工艺的流程生活垃圾 筛上重组分筛上（有机物）筛下人工分选 磁选 选择性破碎机简易气流分选滚筒筛燃料有机堆肥筛下碎石，玻璃等填埋图 2-1 垃圾分选工艺流程2.3.2 分选工艺物料恒算(1) 垃圾分选厂每小时的处
17、理量为 TQ0式中 每天的垃圾处理量， =400t/d;Q每天的工作时间， =10h。T（t/h)4010Q(2) 人工分选 据经验，人工手选去除垃圾中大约 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 (t/h)40.%101q玻璃 (t/h)26.2Q塑料 (t/h)803其他 (t/h)054.4 q则经过人工手选可分出的垃圾有=0.40+0.24+0.8+0.2=1.64 (t/h)1Q(3) 磁选 垃圾经过磁选滚筒理论上可以分选所有的金属。 )/(53.0%8.135.02 ht(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mdu0(t
18、/h) 324.18.2540)13.68.20(3 Q.筛下物为 的被破碎的无机物、无机物、玻璃及其他碎土等。mdu5(5)风选城市垃圾分选系统设计说明书9.轻组分主要为粉尘、塑料纸张等。(t/h) 324.%81.540)13.%68.2(04 Q.重组分主要是有机物。 (t/h)205(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分选，筛下物中主要有无机物、部分有机物、碎玻璃等。选择筛孔为 10 mm.10筛上为 的有机物。mdp10（t/h)72.13%.403.406 Q筛下物为碎土、石渣等无机物和碎玻璃。(t/h)(t/h)684).2.%.1(07 (7)废物的全过程
19、总的质量为 总htQQ40684.1372.834.26165总2.3.3 垃圾储料仓(1)仓体容积（m 3) )(37.190.4508.2mQV取 )(1503(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 V 0=abc取 a=34m, b=15m, c=4m; V0=34154=2040（m 3)2000（m 3)通过计算结果可知可以满足要求。 2.3.4 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 2-2 (日处理量为 400t/d，采用常用和备用各一台)表 2-2 吊车工艺参数项目 参数 设计依据 项目 参数
20、 设计依据数量吨位跨度2 台2.5t15m垃圾最大日处理量 抓斗容量储料坑跨度运行周期实际运行时间供给能力143s50min/h10t/h吊车运行各种动作的速度抓斗抓起量抓斗一次抓起量为(t)9067.15430NTQP即抓斗一次抓起量 1.9067t 即可满足生产需求。选择一次抓起量为 2000kg的抓斗。2.3.5 磁选设备的选择经过人工分选后进入磁选机进行分选的垃圾量为 )/3.1.67-50 htQ（已知垃圾的含水率为 49.4%，根据以上数据选择 CTB-69 永磁筒式磁选机，其主要技术参数如表 2.3 所示。表 2-3 CTB6018 永磁筒式磁选机主要技术参数磁选机的规格型号 C
21、TB6018 圆筒转速(r/min) 50mm 未被破碎和 d10mm 和 d10mm 两部分，这对于技术比较成熟的筛分也是可以达到的。从技术角度看，所设计的分选工艺流程是可以满足对于处理量和处理效果的要求的。3.2 经济效益分析考虑到中国目前垃圾无害化处理水平，以及垃圾数量随人口增加、经济发展水平提高而持续增长的趋势，中国垃圾污染的环境影响不容忽视。就此而言，实行垃圾的减量化对于中国将具有显著的效益。而在垃圾的减量化处理工程中垃圾分选处理是非常重要的一个环节。环境因素虽然是垃圾分选处理的重要目标，但是垃圾分选处理必须要有经济因素的考虑，降低高昂的垃圾分选设备已成为各国政府实施垃圾减量化管理的
22、重要动因之一，随着经济的发展，垃圾的成分也在发生变化，垃圾中可供利用的物质不断增加，通过分选处理对这些物质的回收和再利用，不仅减少了垃圾的排放数量，还意味着获得一定的经济效益。分析将从可回收垃圾再利用的经济价值来分析垃圾分选处理所产生的经济效益。中国城市垃圾中的灰渣比率逐年下降，纸、塑料、玻璃、金属等废品和可以堆肥的有机物的数量不断增加，通过回收对垃圾进行资源化利用有很好的前景。由于垃圾本身就是由大量不具有扩散性和流动性的物质构成，蕴涵着能量，因此垃圾也被看做是一种资源，成为经济生活中人们的一种资源选择。但并不是所有的垃圾都可以作为资源加以利用，因为垃圾资源的提取是需要支付成本的，只有在垃圾资
23、源的提取成本低于垃圾资源的利用价值时，垃圾才能认为是资源并得以回收和再利用。就城市垃圾资源的提取成本而言，它取决于垃圾中有价组分的本身经济价值、有价组分的含量、在城市垃圾中的分散度、收集的难易程度，以及有价组分与其他组分分离的难易程度。此外，垃圾资源的提取成本还与资源化的技术水平密切相关。资源化技术水平低，则产品的回收率和附加值就低，而技术如果过于复杂，又会提高资源的提取成本。就垃圾资源的利用价值而言，市场因素对于垃圾资源的价值实现至关重要，因为垃圾资源利用的可行性很大程度上取决于城市垃圾再生产品是否具有市场需求。如果再生产品的需求不足，那么即使垃圾回收加工过程的成本低，也难以对回收的垃圾资源
24、加以利用。只有垃圾资源化产品的市场竞争力大于用原生材料生产的同类产品，才能保证垃圾资源利用价值的顺利实现。如果考虑环境因素，某种回收物质在收集或再加工过程中导致了严重的环境污染，那么垃圾中这种可回收物质的资源利用价值将大打折扣，而当污染所导致的经济损失大于资源的再利用价值时，这种物质的回收和资源化利用是不能鼓励的。例如，采用一般回收技术处理垃圾中的含汞干电池回收锌和二氧化锰时，虽具有一定的经济效益，但会产生严重的汞污染，如果对汞污染进行治理，其费用会大大高于回收干电池中锌、锰产品的经济价值，因此，这种形式的资源化利用实际不可行。通过上面的分析可以看出，垃圾中可回收物质的资源利用价值的实现是有条
25、件的，它受到经济、环境等多种因素的影响。但是由于这些制约因素的存在，使得垃圾资源能够真正实现回收和再利用的比率低于技术上所允许的程度，因而以回收的方式促进垃圾减量是有限的，通过可回收物质的资源再利用实现垃圾减量所能获得的经城市垃圾分选系统设计说明书21济效益也是一定的。3.3 环境效益分析垃圾分选工艺属于对福建省长远建设和经济发展具有重要作用的项目，在国民经济发展中社会效益和环境效益始终显著，因此在经济分析中仅就间接效益给予定性描述。本工艺实施可很好地改善该市的环境质量，使垃圾达到无害化处理的要求，具有巨大的环境效益。垃圾的无害化处理，总体环境质量的改善，都有益于人们的身心健康，减少疾病的发生
26、，提高人们的生活质量，降低医疗费用。3.4 社会效益分析（1）增加就业机会垃圾处理场的建设与投产，可以安置一批富余劳动力，增加就业机会，促进劳动力的转移，产生良好的社会效益。（2）其他社会经济效益城市环境质量的提高，将会为整个城市吸引更多投资，并促进旅游产业和其他第三产业的发展，其间接带来的经济效益是巨大的。本工艺有很大的间接效益，因而其国民经济内部收益率必将远远大大于财务内部收益率，其经济内部收益率也能满足大于基准经济收益率（社会折现率）的要求。因此，从国民经济评价的角度来看，本工艺是可行的。第四章 总 结这次我做的课程设计是：某城市生活垃圾综合分选处理系统设计。通过分选处理系统的设计，我对
27、该门课程有了从理论到实践的具体的深刻的认识。平时在课后，我主要是理论的学习，学了很多关于固体废物处理的基础知识。在这次的课程设计中，我遇到了很多问题。但通过查阅文献资料，获取相关信息，积极地咨询同学以及老师的辅导，我们完成了设计任务。这次课程设计也涉及到一些设备的选型，在查阅资料的过程中，我基本掌握了设备的选型。在作图的过程中，我学会了平面图和高程图的布置和绘制。通过这次设计，我认识到了实践的重要性，必须以严谨的态度对待，才能从中有所收获，发现问题或者对现有的设计进行创新的改造。分选在垃圾处理中具有重要的作用，通过手选可以达到初步处理的作用，利于后续处理，然后再经历后面的一系列工序，每一个步骤
28、都有所讲究，对不同组分都有要求。根据当地的垃圾排放情况设计出相应的设备。仓体尺寸，滚筒筛简型筛体的倾斜安装的倾斜角，设计参数，以及各个分选设备段之间的输送带带宽，带长，带速及输送带的安全位置都需根据具体情况分别估算。通过撰写实习报告，使我学会综合利用所学知识，提高分析和解决专业问题的能力，更深入的掌握了专业知识。总之，这次课程设计使我了解工程设计的内容，方法和步骤，培养了自己对生活垃圾综合分选处理系统设计的能力，并通提高了自己设计计算，使用技术资料，编写设计说明书的能力。这次课程设计为我以后的工作打下了坚实的基础，为我们专业实践知识打开了一扇窗口。我以后一定要多做些实践课程，来提高自己各方面的能力。城市垃圾分选系统设计说明书23参考文献：1、孙东. 城市生活垃圾综合处理前分选系统设计. 安全与环境学报,2002 2、宁平，张承中，陈建中. 固体废物处理与处置实践教程. 化学工业出版社，20053、龚佰勋. 环保设备设计手册-固体废物处理设备. 化学工业出版社，20044、杨慧芬. 固体废物处理技术及工程应用. 北京：机械工业出版社，20035、李国建，赵爱华，张益. 城市垃圾处理工程. 北京：科学出版社，20036、聂永丰. 三废处理工程技术手册-固体废物卷 . 北京：化学工业出版社，2003
