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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告
課題名稱 家用垃圾分裝設(shè)備研制
學(xué)生姓名 任 凱
學(xué) 號(hào) 8031208137
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè) 農(nóng) 機(jī)
班 級(jí) 12-1
指導(dǎo)教師 周 嶺
起止時(shí)間 2011年12月1日
至2012年5月25日
機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說(shuō) 明
一、學(xué)生撰寫(xiě)《開(kāi)題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容：
1、本課題來(lái)源及研究的目的和意義；
2、本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；
3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；
4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路；
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃；
7、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）。
二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫(xiě)完成，并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開(kāi)題報(bào)告要求手寫(xiě)體，字?jǐn)?shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫(xiě)，頁(yè)面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開(kāi)題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。
家用垃圾分裝設(shè)備研制
1、 課題研究的目的及意義
城市生活垃圾處理是城市管理和環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容，是社會(huì)文明程度的重要標(biāo)志，關(guān)系人民群眾的切身利益。隨著全球經(jīng)濟(jì)日新月異的發(fā)展和人類(lèi)生產(chǎn)與生活狀態(tài)的不斷改善，伴隨產(chǎn)生的城市生活垃圾已成為國(guó)際關(guān)注的災(zāi)難性問(wèn)題。為了減少固體垃圾的大面積積壓，并進(jìn)一步實(shí)施垃圾廢棄物的回收利用，長(zhǎng)期以來(lái)各國(guó)不遺余力地探討垃圾綜合處理的良策。城市垃圾的治理和綜合利用，已成為目前世界各國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)和科技界緊迫而又重大的目標(biāo)課題。
據(jù)報(bào)道，2007年我國(guó)生活垃圾1.5億噸，隨著生活質(zhì)量的提高和節(jié)奏的加快，2011年全年生活垃圾將成倍增長(zhǎng)，此數(shù)據(jù)僅為清運(yùn)垃圾量，所以實(shí)際垃圾量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止。按每人每天產(chǎn)生1公斤的垃圾，我國(guó)城市6億人口計(jì)算，我國(guó)城市每年產(chǎn)生2.5-3億噸垃圾，加之城鎮(zhèn)、農(nóng)村垃圾應(yīng)該有4-5億噸，數(shù)字驚人。目前垃圾清運(yùn)量在增加，垃圾總量未必增加。垃圾除了產(chǎn)生異味、孳生蚊蠅等直接感官外，還可能通過(guò)食物鏈、地下水等間接影響生活，處理不當(dāng)會(huì)影響人們生活質(zhì)量與健康。由于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，城市生活垃圾激增，垃圾處理能力相對(duì)不足，一些城市面臨“垃圾圍城”的困境，嚴(yán)重影響城市環(huán)境和社會(huì)穩(wěn)定。
早在2000年，北京、上海、廣州、深圳、杭州、南京、廈門(mén)和桂林成為首批生活垃圾分類(lèi)收集試點(diǎn)。近年來(lái)越來(lái)越多的城市開(kāi)始提出垃圾分類(lèi)，但是很多城市由于居民意識(shí)薄弱、配套設(shè)施不足、宣傳不到位等原因，垃圾分類(lèi)之路舉步維艱。所以，研究一臺(tái)能夠?qū)⒓矣美诸?lèi)的設(shè)備迫在眉睫。
2、 研究現(xiàn)狀及分析
由于一般家庭垃圾比較雜散，每種垃圾單獨(dú)回收，會(huì)影響家庭生活正常進(jìn)行，給本就快速的生活節(jié)奏增添不必要的麻煩，所以就地減量化處理是家用垃圾處理的基本立足點(diǎn)，于是一些小型垃圾處理機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。
垃圾分選和回收技術(shù)在德國(guó)發(fā)展相當(dāng)完善，除常用的磁選、風(fēng)選和人工撿拾外，對(duì)含鋁制品采用渦流分選；對(duì)由紙和塑料、塑料和鋁、鋁和鍍鋅鐵皮（如飲料罐）等由兩種或多種材料組成的不能由手工分選的包裝物，采用滾筒攪碎冷浸的方法分選；對(duì)部分難以分選的塑料采用浮沉箱離心和旋風(fēng)分離器等進(jìn)行精確分選；紙類(lèi)的分選一般為滾筒篩、手選、磁選、光選、渦流分選等。精確的分選為后續(xù)處理提供了方便，同時(shí)也擴(kuò)大了市場(chǎng)需求。生產(chǎn)的風(fēng)選設(shè)備有德國(guó)DOPPSTADT公司的WS720ETAIFUN型固定風(fēng)篩垃圾分選機(jī)等，常用來(lái)清理堆肥產(chǎn)品或堆肥原料垃圾一級(jí)建筑垃圾中的輕質(zhì)雜質(zhì)，對(duì)于生活垃圾的分類(lèi)有很大方面借鑒性意義。德國(guó)的回收紙大部分售往中國(guó)，原因是我們的回收紙的品質(zhì)比較差而且數(shù)量不穩(wěn)定。因此，提高分選和處理級(jí)數(shù)也是推行分類(lèi)回收工作的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。磁流體磁力分選也是垃圾分類(lèi)常用的一種先進(jìn)技術(shù)，如日本SHINKO ELECTRIC公司生產(chǎn)的列式非鐵金屬垃圾分選機(jī)，它是重力和磁力兩種方式的聯(lián)合分選能分選任意比重組合的物料，能從城市垃圾中分選鋁、銅、鋅、鉛等金屬。
正是由于采取了上述各項(xiàng)措施，許多發(fā)達(dá)國(guó)家在生活垃圾處理方面成效顯著，城市垃圾在逐年減少，垃圾填埋處理的壓力在降低，經(jīng)濟(jì)效益不斷增加。據(jù)日本環(huán)境省統(tǒng)計(jì)，經(jīng)過(guò)垃圾分類(lèi)各種措施共管齊下，城市垃圾由原來(lái)每年必須填埋處理的250萬(wàn)噸減少到不足50萬(wàn)噸，而美國(guó)垃圾填埋場(chǎng)的數(shù)量從1993年的3300多座下降到2000年的2300座，2010年降到1200座。
我國(guó)在垃圾分類(lèi)處理方面技術(shù)還是較為薄弱的，沒(méi)有形成大規(guī)模的垃圾分選機(jī)械化局面，據(jù)了解，技術(shù)和處理規(guī)模上相對(duì)較大的設(shè)備是由徐州方大環(huán)保設(shè)備科技有限公司生產(chǎn)的EMK-20/S/C型垃圾自動(dòng)分類(lèi)機(jī)，是無(wú)人工分揀的垃圾分選設(shè)備，可將垃圾中的塑料袋分揀打包回收、金屬回收、易拉罐打包回收、分揀出來(lái)的純有機(jī)物堆肥、無(wú)機(jī)塊狀物破碎制磚或填埋，該設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是分離較為徹底，但存在設(shè)備體積大，且需要建立在垃圾掩埋場(chǎng)附近，不適合大面積推廣和城市設(shè)點(diǎn)。
垃圾中轉(zhuǎn)站
居民家庭
小區(qū)物業(yè)
垃圾最終處理中心
廢品收購(gòu)站
廢品處理中心
圖1 城市生活垃圾收集流程
我國(guó)主要是通過(guò)人工分選回收生活垃圾中的可回收物資。在輸送帶上靠人工手選可將有用物質(zhì)撿出，這是較經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單的辦法，但勞動(dòng)量較大，且在人工分選過(guò)程中，進(jìn)料系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)料，需要人工將廢物從周轉(zhuǎn)箱轉(zhuǎn)移至料斗中，進(jìn)料口達(dá)不到密封和負(fù)壓狀態(tài)，環(huán)境衛(wèi)生問(wèn)題比較突出。即使使用分類(lèi)機(jī)，采取篩選法、磁選法、水選法等都是對(duì)單一物料的分類(lèi)，不能將復(fù)雜的混合物料分離完整，解決不了我國(guó)垃圾含油、水、容易堵、掛、粘等難題。這些垃圾分類(lèi)技術(shù)局限性較大，不僅工藝流程繁瑣復(fù)雜，而且不能實(shí)現(xiàn)各類(lèi)組分的有效分離，存在垃圾處理成本高、處理效率偏低，組分分離不徹底等瓶頸。現(xiàn)在我國(guó)城市居民對(duì)城市生活垃圾分類(lèi)處理的重要性認(rèn)識(shí)不高，政府制定相應(yīng)的法規(guī)，要求居民將生活垃圾分類(lèi)袋裝，做到分類(lèi)收集、分類(lèi)運(yùn)送、分類(lèi)處理利用難度很大。當(dāng)前垃圾處理的方法主要是衛(wèi)生填埋、生物處理和焚燒，但是混合收集的垃圾，各種處理方式均有不同程度的環(huán)境污染，且貽患后人。因此，垃圾分類(lèi)技術(shù)的研發(fā)和推廣將成為“十二五”解決垃圾問(wèn)題的當(dāng)務(wù)之急。
三、任務(wù)要求及可行性分析
首先，需要對(duì)垃圾進(jìn)行分類(lèi)，明確分類(lèi)后才能進(jìn)一步設(shè)法對(duì)垃圾進(jìn)行分類(lèi)。通常將垃圾種類(lèi)分為以下幾類(lèi)。
可回收垃圾（包括廢紙、塑料、玻璃、廢金屬、布料五大類(lèi)）、廚余垃圾（包括剩菜剩飯、骨頭、菜根菜葉、果皮等食品類(lèi)廢物）、有害垃圾（包括廢電池、廢日光燈、廢水銀溫度計(jì)、過(guò)期藥品等）、其他垃圾（除上述幾類(lèi)垃圾之外的磚瓦陶瓷、渣土、衛(wèi)生間廢紙、紙巾等難以回收的廢棄物）。
考慮到垃圾比重不同，且質(zhì)量較輕的垃圾一般是些可回收類(lèi)垃圾，根據(jù)垃圾的這個(gè)特點(diǎn)，可選用風(fēng)選法將質(zhì)量較輕的可回收垃圾分離出來(lái)，如將廢紙、塑料從垃圾中分離而出，分離篩選之后剩下的則是比重較大的垃圾，這些垃圾里面包括廢玻璃、廢舊金屬、濕度較大的廚余垃圾、磚瓦陶瓷等，而這些垃圾物質(zhì)可以將其攪碎，金屬類(lèi)物質(zhì)不被攪碎，繼而采用篩選法，將剩余垃圾根據(jù)塊狀大小不同分離出金屬垃圾材料。
由于城市生活垃圾成分比較復(fù)雜，種類(lèi)趨于多元化，且每家每戶對(duì)于垃圾的丟仍大部分采取裝袋收集丟仍，所以在垃圾進(jìn)行分選之前有必要對(duì)垃圾進(jìn)行破袋處理，將統(tǒng)一的垃圾分散開(kāi)來(lái)，以便更加徹底的對(duì)垃圾進(jìn)行分類(lèi)分選。
設(shè)備分為傳運(yùn)裝置、破袋裝置、分選設(shè)備、攪碎裝置、篩選裝置五個(gè)部分，核心部分設(shè)備裝置簡(jiǎn)圖如下。
圖2 垃圾分選裝置圖
垃圾從漏斗中下漏，經(jīng)過(guò)傳送帶向右運(yùn)輸，經(jīng)過(guò)破帶裝置，入袋垃圾呈散裝散置狀態(tài)，傳送帶將散置垃圾送入風(fēng)箱，風(fēng)葉高速轉(zhuǎn)動(dòng)將輕質(zhì)垃圾從垃圾中分離開(kāi)來(lái)，剩下的垃圾比重較大，多為金屬、玻璃、磚瓦陶瓷，這些垃圾滑落至攪碎裝置當(dāng)中，兩個(gè)攪碎手臂反向旋轉(zhuǎn)，將可打碎物質(zhì)打碎，這些物質(zhì)中多為玻璃和磚瓦陶瓷碎片，而留在篩子上面的則為可回收的金屬。篩子設(shè)置為可沿左端軸轉(zhuǎn)動(dòng)打開(kāi)，當(dāng)篩子上金屬足夠多的時(shí)候，將篩子打開(kāi)，這樣金屬就被徹底分離出來(lái)。
這種思路中需要急需解決的技術(shù)為風(fēng)機(jī)級(jí)數(shù)、馬力問(wèn)題以及篩子往返頻率和篩孔大小確定問(wèn)題，這些問(wèn)題的解決需要對(duì)垃圾有進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，對(duì)城市垃圾種類(lèi)進(jìn)行細(xì)致觀察，還需進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，從而才能有效將垃圾分類(lèi)分選開(kāi)來(lái)。
4、 工作條件及解決方法
由于城市垃圾的成分較為復(fù)雜，垃圾分類(lèi)要進(jìn)行徹底精確的分離是一個(gè)很難達(dá)到的指標(biāo)，只有一步一步、分步驟才能比較完善的將垃圾分離分類(lèi)，如先將廚余垃圾從垃圾中分出，繼而再在廚余垃圾中分離其它有用成分，這樣才能較好的做到精確分類(lèi)。
本機(jī)器如果研制成功，體積較為輕巧，能適合城市寸土寸金的環(huán)境適用，沒(méi)有特殊環(huán)境要求限制，綜合起來(lái)還是可以考慮各大中小城市推廣使用的。在研究過(guò)程中，盡管盡可能去符合現(xiàn)實(shí)工作條件，但研究過(guò)程中存在很多理論與實(shí)際方面的協(xié)調(diào)，作為設(shè)計(jì)本身而言，盡量克服現(xiàn)實(shí)工作過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，予以一一考慮和解決，這點(diǎn)之后會(huì)與指導(dǎo)老師進(jìn)行學(xué)習(xí)和商究。研究資源方面還是比較充足的，立足于我們學(xué)院的硬件設(shè)施，在研究過(guò)程中的試驗(yàn)是沒(méi)有太大克服不了的困難的，相信只要自己用心，加之指導(dǎo)老師和全院老師的支持，可以順利完成畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)和研究。
5、 工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間安排如下：
序號(hào)
提交內(nèi)容
提交時(shí)間
1
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
2011-12-01
2
畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)提報(bào)告
2011-12-20
3
中期檢查記錄表
2012-04-18
4
審閱意見(jiàn)修改單
2012-05-11
5
指導(dǎo)教師打分表
2012-05-17
6
評(píng)閱教師打分表
2012-05-18
7
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文定稿）
2012-05-25
8
答辯日期
2012-05-26——2012-05-27
9
答辯情況記錄表
2012-05-28
10
綜合成績(jī)?cè)u(píng)定表
2012-05-29
預(yù)期在2012年5月25日完成設(shè)計(jì)定稿計(jì)劃，2012年5月27日之前完成答辯考試，并從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，與指導(dǎo)老師周嶺進(jìn)行修改和完善，如若有時(shí)間和資金方面支持可以將實(shí)物做出模型，供學(xué)弟學(xué)妹學(xué)習(xí)和改造。
參考文獻(xiàn)
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[3] 沈穎.城市生活垃圾分類(lèi)收集的意義及實(shí)施建議[J].科技信息，2009，（25）.
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[7] 楊海民.基于三分法的城市生活垃圾分類(lèi)收集流程研究[J].技術(shù)與方法，2009，（28）
學(xué)生簽名 任 凱
2011 年 12 月 18 日
指導(dǎo)教師審閱意見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日