毕业设计-城市生活垃圾综合分选处理系统设计说明书.doc

城市垃圾分选系统设计说明书 目 录1、城市生活垃圾的分选32、垃圾分选技术33、生活垃圾分选的发展现状44、垃圾分选的设计内容54.1课程设计题目54.2课程设计的目的54.3设计原始资料54.4设计内容和要求65、厂址选择66、垃圾分选的设计计算过程66.1分选工艺流程图66.2分选工艺物料恒算86.3垃圾储料仓96.4吊车、抓斗的选择96.5磁选设备的选择106.6滚筒破碎机的选择116.7垃圾滚筒筛126.8风选设备136.9输送带157、成本分析187.1直接成本187.2间接费用概算197.3运行费用198、环境保护199、效益分析209.1 可行性分析209.2经济效益分析209.3环境效益分析229.4社会效益分析2210、结束语2211、参考文献23 前言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140t/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，磁选，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。1、城市生活垃圾的分选垃圾的分选是指根据物质的密度、粒度、磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性以及表面润湿性的差异，采用相应的手段将其分离的过程。分选的方法有筛分、重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、摩擦分选、弹性分选和浮选等。垃圾分选的目的就是将混合垃圾进行有效的分类，对垃圾成分中的不同组分进行分离，得到较为单一的组分，或是从混合垃圾中分离出某种少含量垃圾组分，有利于垃圾的回收再利用和后续处理。分选系统拣出部分可回收物资，经简单处理后进行二次加工回用。垃圾分类是垃圾减量化、无害化、资源化、产业化的最终出路。垃圾分类回收最终创造的是一个无垃圾的社会，一个资源循环、永续利用的社会。2、垃圾分选技术垃圾分选技术方法可概括为人工分选和机械分选。人工分选是最早采用的分选方法，适用于废物原产地、收集站、处理中心、转运站或处置场。机械分选是利用物料的某些性质方面的差异，将其分选开。例如利用废弃物中的磁性和非磁性差别进行分离，利用粒径尺寸差别进行分离利用比重差别进行分离。根据不同性质，可以设计制造各种机械对固体废弃物进行分选2。(1) 筛分：其原理是依据固体废物的粒径不同，利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗细物料的分离过程。(2) 重力分选：重力分选简称重选，是根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质中受到重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离，从而得到不同密度产品的分选过程。按介质不同，固体废物的重选可分为重介质分选、跳汰分选、风力分选和摇床分选等。废弃物进行重力分选的条件：固体废物中颗粒间必须存在密度的差异；分选过程都是在运动介质中进行的；在重力、介质动力及机械力的综合作用下，使颗粒群松散并按密度分层；分好层的物料在运动介质流的推动下互相迁移，彼此分离，并获得不同密度的最终产品。(3) 风力分选：是重力分选的一种。是以空气为分选介质，在气流作用下使固体废物颗粒按密度和粒度进行分选的方法。其基本原理是气流能将较轻的物料向上带走或水平带向较远的地方，而重物料则由于上升气流不能支持它们而沉降，或由于惯性在水平方向抛出较近的距离。这就是我们通常所说的竖向气流分选和水平气流分选。(4) 浮选：其原理是依据物料表面性质的差异在浮选剂的作用下，借助于气泡的浮力，从物料的悬浮液中分选物料的过程。浮选法分离与物质的密度无关，而取决于物质的表面性质。能浮出液面的物质对空气的表面亲和力比对水的表面亲和力大。颗粒能否附着在气泡上，关键在于能否最大限度地提高颗粒的表面疏水性。因此，在浮选法中首先就是考虑加入合适的浮选剂，增加物质的可浮性能。(5) 磁力分选：磁选是利用固体废物中各种物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选的一种处理方法。磁选有两种类型：其一是传统的磁选法，即利用磁力与机械力对不同磁性颗粒的不同作用而实现的；其二是磁流体分选（MHS），利用磁流体（某种能够在磁场或磁场和电场联合作用下磁化，呈现似加重现象，对颗粒产生磁浮力作用的稳定分散液）作为分选介质，在磁场或磁场和电场的联合作用下产生“加重”作用，按固体废物各组分的磁性差异或磁性、导电性的差异，使不同组分分离，这也是一种“磁化水方法”。3、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。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。4、垃圾分选的设计内容 4.1课程设计题目:生活垃圾综合分选处理系统设计（140吨/天，日工作时间6h）4.2课程设计的目的(1)通过课程设计进一步消化和巩固本门课程所学内容，并使所学的知识系统化，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)通过设计，了解工程设计的内容，方法及步骤，培养学生确定固废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。4.3设计原始资料垃圾主要成分见下表1表1 垃圾成分设计参数取值垃圾组分有机物无机物纸类金属塑料玻璃其它含量/%54.331.32.682.585.131.22.81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140t/d；工作时间为6h。4.4设计内容和要求（1）垃圾储料仓设计计算。（2）分选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。（3）皮带运输机计算及布置，并计算各段的长度、电机功率。（4）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。（5）图纸要求垃圾分选系统流程图及高程图1张。分选系统平面,剖面布置图1-2张5、厂址选择 根据相关标准规定，厂址的选择具体要求如下：（1）当地城市总体规划、区域环境规划及城市环境卫生专业规划等专业规划要求；（2）与当地的大气防护、水土资源保护、大自然保护及生态平衡要求一致；（3）库容应保证填埋场使用年限在10 年以上，特殊情况下不应低于8 年；（4）交通方便、运距合理；（5）人口密度、土地利用价值及征地费用均较低；（6）位于地下水贫乏地区、环境保护目标区域的地下水流向下游地区及夏季主导风向下风向；6、垃圾分选的设计计算过程6.1分选工艺流程图分选工艺流程图如图1，2所示。筛下碎石、玻璃等筛上(有机物)筛下筛上垃圾接受人工手选磁选选择性破碎机简易气流分选生活垃圾滚筒筛填埋重组分有机堆肥燃料轻组分 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，考虑到原生垃圾成分复杂，劳动力资源丰富，采用机械为主，辅以人工粗选的方法；废塑料和废纸主要以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，为填埋、堆肥和焚烧作预处理。6.2分选工艺物料恒算(1) 垃圾分选厂每小时的处理量为 式中 每天的垃圾处理量，=140t/d; 每天的工作时间，=6h。（t/h) (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) 玻璃 (t/h) 塑料 (t/h) 其他 (t/h) 则经过人工手选可分出的垃圾有=0.23+0.14+0.467+0.117=0.954 (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。 (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 (t/h) .筛下物为的被破碎的无机物、无机物、玻璃及其他碎土等。 (5)风选 .轻组分主要为粉尘、塑料纸张等。 (t/h) .重组分主要是有机物。 (t/h) (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10mm. 筛上为的有机物。（t/h) 筛下物为碎土、石渣等无机物和碎玻璃。(t/h) (t/h) (7)废物的全过程总的质量为6.3垃圾储料仓 (1)仓体容积（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 V0=abc 取 a=25m, b=10m, c=3m; V0=25103=750（m3)665（m3) 通过计算结果可知可以满足要求。 6.4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(日处理量为140t/d，采用常用和备用各一台)表2 吊车工艺参数项目参数设计依据项目参数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)T-运行时间，s;N-实际运行时间，min/h;即抓斗一次抓起量1.11t即可满足生产需求。选择一次抓起量为2000kg的抓斗。6.5磁选设备的选择用于固体废物分选的磁选设备就结构形式而言主要分文带式和鼓式两种。鼓式磁选机又分为皮带机 磁滚筒式和独立鼓式。对城市生活垃圾简易分选系统，在经过人工手选之后，大件的磁性物质已被选出，可将磁选机设置在选择破碎机之前，基本上可将磁性物质选择出来，同时避免后续分选设备被磁铁性物质破坏。图2 皮带机磁滚筒式经过人工分选后进入磁选机进行分选的垃圾量为 已知垃圾的含水率为49.4%，根据以上数据选择CTB-7518永磁筒式磁选机，其主要技术参数如表3所示。表3 CTB7518永磁筒式磁选机主要技术参数磁选机的规格型号CTB7518圆筒转速(r/min)50mm未被破碎和d50mm被破碎的物质分开，这个也是能够达到的。筛上物质主要是纸、布、革、塑料及部分有机物等，其中有些是重质组分有些是轻质组分，符合重力分选的要求，采用风选技术较为合适，最终选出的效果也比较好。筛下部分主要是无机物和剩下的有机物，碎玻璃等，可以通过滚筒筛将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。9.2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济效益也是一定的。9.3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，提高人们的生活质量，降低医疗费用。9.4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。10、结束语这次我们做的课程设计是：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，我们对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，我们主要是理论的学习，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，我们遇到了很多问题，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，我们基本掌握了设备的选型。在作图的过程中，我们学会了平面图和高程图的布置和绘制。通过这次设计，我们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，使我们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，这次课程设计使我们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。这次课程设计为我们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。我们以后一定要多做些实践课程，来提高自己各方面的能力。11、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- 25 -