固廢課程設(shè)計(jì)-堆肥

1、一、 前言 .21.1 生活垃圾定義及來源分類.21.2 生活垃圾處理必要性.21.3 生活垃圾處理方式41.4 堆肥技術(shù).41.5 好氧堆肥適宜處理的垃圾.51.6 堆肥的影響因素.6二、設(shè)計(jì)任務(wù)要求.62.1 采用的設(shè)計(jì)標(biāo)注及規(guī)范.72.2 建設(shè)項(xiàng)目周圍環(huán)境概況72.3 生活垃圾設(shè)計(jì)參數(shù).7三、設(shè)計(jì)工藝流程.7.四、堆肥工藝的選擇.84.1 預(yù)處理84.2 主發(fā)酵94.3 后發(fā)酵94.4 后處理104.5 脫臭104.6 貯存10五、主要設(shè)計(jì)計(jì)算115.1 垃圾設(shè)備及分選設(shè)備選型115.2 堆肥工藝條件控制.145.3 堆肥設(shè)備選型.16六、效益分析.18七、小結(jié) .19參考文獻(xiàn)一、前言隨

2、著人口飛速增長(zhǎng)和工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，世界性的水資源短缺、水污染加劇和生態(tài)環(huán)境破壞，已經(jīng)嚴(yán)重威脅人類的健康和安全，制約經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，所以我們每個(gè)人都要提高保護(hù)環(huán)境意識(shí)，從自身做起，保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境。在保護(hù)水環(huán)境的同時(shí)，更要注意生活垃圾的危害。當(dāng)你每天把各種垃圾匯集在一起，投向垃圾箱的時(shí)候，是否想到過累計(jì)我們所有人扔掉的垃圾量會(huì)形成一個(gè)天文數(shù)字，有資料統(tǒng)計(jì)， 目前我國城市居民沒人每年的生活垃圾產(chǎn)生量已達(dá)440 公斤， 全國歷年的垃圾存量已高達(dá)60 多億噸。5.4 生活垃圾定義及來源分類生活垃圾，是指在日常生活中或者為日常生活提供服務(wù)的活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢物以及法律、行政法規(guī)規(guī)定視為生活垃

3、圾的固體廢物。垃圾分類是指按照垃圾的不同成分、屬性、 利用價(jià)值以及對(duì)環(huán)境的影響，并根據(jù)不同處置方式的要求，分成屬性不同的若干種類。生活垃圾一般可分為四大類：可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。1、可回收垃圾包括紙類、金屬、塑料、玻璃等，通過綜合處理回收利用，可以減少污染，節(jié)省資源。如每回收1 噸廢紙可造好紙850 公斤，節(jié)省木材300 公斤，比等量生產(chǎn)減少污染74；每回收1 噸塑料飲料瓶可獲得0 7 噸二級(jí)原料；每回收1噸廢鋼鐵可煉好鋼0.9 噸，比用礦石冶煉節(jié)約成本47，減少空氣污染75，減少97的水污染和固體廢物。2、廚房垃圾包括剩菜剩飯、骨頭、菜根菜葉等食品類廢物，經(jīng)生物技術(shù)就地處

4、理堆肥，每噸可生產(chǎn)0.3 噸有機(jī)肥料。3、有害垃圾包括廢電池、廢日光燈管、廢水銀溫度計(jì)、過期藥品等，這些垃圾需要特殊安全處理。4、其他垃圾包括除上述幾類垃圾之外的磚瓦陶瓷、渣土、衛(wèi)生間廢紙等難以回收的廢棄物。5.5 生活垃圾處理必要性生活垃圾里的污染物很多，其危害程度各不相同，但有一點(diǎn)是相同的，對(duì)人體的危害、 對(duì)環(huán)境的破壞都是極其嚴(yán)重的，所以我們必須高度重視，科學(xué)地使用和管理日常生活中易產(chǎn)生危害環(huán)境的物品，使其危害降到最低程度，保護(hù)好我們的環(huán)境和家園。生活垃圾的危害有以下幾方面：1、浪費(fèi)資源。有人會(huì)說都成垃圾了，怎么還能算得上是浪費(fèi)資源呢？但是生活垃圾中一般含有1015的可回收利用的物質(zhì)，如金

5、屬、玻璃、塑料、橡膠和紙張等。 隨著全球資源短缺的加劇和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，城市生活垃圾將成為具有可利用價(jià)值的資源。2、污染環(huán)境。生活垃圾若不能及時(shí)從市區(qū)清運(yùn)或簡(jiǎn)單堆放在市郊，往往會(huì)造成垃圾遍布、污水橫流、蚊蠅孽生，散發(fā)臭味，還會(huì)成為各種病源微生物的孽生地和繁殖場(chǎng)， 影響周圍環(huán)境衛(wèi)生和危害人體健康。醫(yī)療廢物更是具有傳染性的危害廢物，隨意拋棄 , 會(huì)傳播肝炎、腸炎、 痢疾及各種蠕蟲病菌等，對(duì)人體健康造成非常大的威脅。3、無處消納，垃圾包圍城市。垃圾堆放和處置需要占用大量的土地面積。垃圾的露天堆放和填埋，要占用大量的土地資源。許多城市在郊區(qū)設(shè)置的垃圾堆放場(chǎng)，侵占了大量的可耕地面積，使可耕地短缺的矛盾更

6、加突出。4、產(chǎn)生滲出液，污染水環(huán)境。滲出液是生活垃圾本身分解產(chǎn)生的污水和雨水、地表水或地下水流經(jīng)垃圾層攝取其中的污染物質(zhì)而產(chǎn)生的污水的總和。生活垃圾滲出液屬高濃度污水，會(huì)嚴(yán)重污染水體和土壤，而且其中的污染成分在土壤中的遷移過程十分緩慢，經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能發(fā)現(xiàn)，且具有很大的危害性。5、有害生物的巢穴。垃圾不但含有病原微生物，而且能為老鼠、鳥類及蚊蠅提供食物、棲息和繁殖的場(chǎng)所，也是傳染疾病的根源。6、造成大氣（空氣）污染。垃圾的一種處理方式是焚燒。大氣污染有時(shí)也稱空氣污染，通常大氣污染是指地區(qū)的大范圍污染，而空氣污染主要指小范圍環(huán)境污染。潔凈大氣是由以下氣體組成：氧氣20.94，氮?dú)?8.06，

7、稀有氣體0.94，二氧化碳 0.03，還有少量水蒸氣和其它氣體。我們把固有成分以外的物質(zhì)（二氧化硫、煙塵等） 稱為污染物。由部分垃圾燃燒可知，垃圾焚燒后會(huì)產(chǎn)生一些有毒有害的氣體。7、造成土壤污染。垃圾的另一種處理方式是填埋。土壤有較強(qiáng)的自凈能力，但當(dāng)有毒有害物質(zhì)進(jìn)入土壤的量超過了土壤的自凈能力，引起土質(zhì)惡化，造成土壤污染。土壤污染影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)，并直接或間接影響人畜健康。目前污染土壤的物質(zhì)主要有化肥和農(nóng)藥，工業(yè)產(chǎn)生的廢水、廢渣和垃圾等。此外還受到生物性污染以及大氣和水質(zhì)污染的間接影響。生活垃圾中，合成纖維、塑料、橡膠等物質(zhì)在自然生態(tài)系統(tǒng)中不能被分解者分解，殘留在土壤中，會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重影

8、響植物生長(zhǎng)。8、造成水體污染。進(jìn)入水里的污染物，超過了水體的自凈能力，導(dǎo)致水質(zhì)惡化引起水體污染。由于雨水沖刷垃圾，垃圾中的一些有毒有害物質(zhì)，如磷氮等元素，重金屬等，如果進(jìn)入江河湖泊中，會(huì)造成水的富營(yíng)養(yǎng)化污染和重金屬在生物體內(nèi)積累，并沿食物鏈傳遞，給生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。另外， 大氣污染造成的酸雨和土壤污染物的滲透也會(huì)間接造成水體污染，進(jìn)而影響水生動(dòng)植物生長(zhǎng)、人類生活和身體健康。5.6 生活垃圾處理方式理等。我們將幾種主要的處理方式進(jìn)行比較如表1表 1 生活垃圾處理方式比較衛(wèi)生填埋焚燒堆肥技術(shù)成熟性成熟成熟成熟適用條件使用范圍較廣泛，但入場(chǎng)垃圾需要符合GB16889-2008要求垃圾熱值大于40

9、00kJ/kg垃圾中生物可堆肥物含量 25%-30%對(duì)地表水污染的可能性滲瀝液處理設(shè)施事故狀態(tài)下可能，可采取事故狀態(tài)下的應(yīng)急措施通過焚燒，垃圾體積可減少 80%-90%，殘?jiān)踩盥癞a(chǎn)生滲瀝液處理設(shè)施事故狀態(tài)下可能，可采取事故狀態(tài)下的應(yīng)急措施無對(duì)地下水污染的可能性需要防滲、事故狀態(tài)下可能造成污染無可能性小對(duì)大氣污染的可能性設(shè)置填埋氣導(dǎo)排系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)，污染可能性較小煙氣處理不當(dāng)時(shí)，對(duì)大氣有一定程度的污染輕微氣味對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞限于填埋區(qū)以及填埋區(qū)周圍1km 范圍內(nèi)場(chǎng)區(qū)內(nèi)場(chǎng)區(qū)內(nèi)占地面積大小中等管理維護(hù)難易程度較容易較難較難單位投資最低最高居中處理成本最低最高居中資源再次利用基本為零（實(shí)施垃圾分類

10、回收除外）15%-60%10%-50%5.7 堆肥技術(shù)本次設(shè)計(jì)就是生活垃圾堆肥廠，生活垃圾堆肥在我國具有悠久歷史，但堆肥處理率并不高，目前全國共有各類生活垃圾堆肥廠約70多座。在我國常用的生活垃圾堆肥技術(shù)大致可分為簡(jiǎn)易堆肥、好氧堆肥和厭氧堆肥三類。1、簡(jiǎn)易堆肥：工程規(guī)模較小、機(jī)械化程度低、主要采用靜態(tài)發(fā)酵工藝、環(huán)保措施不齊全、投資及運(yùn)行費(fèi)用均較低。簡(jiǎn)易高溫堆肥技術(shù)一般在中小型城市應(yīng)用較多。2、好氧堆肥：工程規(guī)模相對(duì)較大、機(jī)械化程度較高、一般采用動(dòng)態(tài)或半動(dòng)態(tài)好氧發(fā)酵工藝、有較齊全的環(huán)保措施、投資及運(yùn)行費(fèi)用均高于簡(jiǎn)易高溫堆肥技術(shù)。3、厭氧堆肥：工程規(guī)模普遍較大，機(jī)械化程度相當(dāng)高，一般采用濕式或干式

11、厭氧發(fā)酵工藝，發(fā)酵周期可縮短至15 20 天后，沼氣收集后可用于發(fā)電等，生活垃圾資源化利用率較高，投資及運(yùn)行費(fèi)用高于好氧堆肥，占地面積少于好氧堆肥。5.8 好氧堆肥適宜處理的垃圾垃圾的化學(xué)特性對(duì)于堆肥產(chǎn)品的品質(zhì)有直接影響，最主要的是碳氮比。理想的堆肥垃圾碳氮比應(yīng)該在30:1 左右。此外磷、鉀和微量元素對(duì)于微生物的新陳代謝來說是必需的，垃圾中這幾類物質(zhì)的含量不能太低。垃圾的酸堿度也對(duì)微生物的活動(dòng)有較大的影響。在堆肥化過程中，pH 值隨時(shí)間和溫度發(fā)生變化，可以根據(jù)pH值的變化來檢測(cè)分解過程的進(jìn)展。初始階段由于有機(jī)酸的產(chǎn)生，pH 值會(huì)降低到5.0 或更低。在活躍階段和穩(wěn)定階段，隨著有機(jī)酸被逐步分解，

12、pH值逐漸上升，最終可以達(dá)到8.0 左右。一般認(rèn)為堆肥垃圾最佳的初始pH值為 7.5-8.5.堆肥垃圾的顆粒度影響著氣體密度、內(nèi)部阻力和氣體流動(dòng)性。小粒度的垃圾可以提高自身與微生物和空氣的接觸面積，加快堆肥化學(xué)反應(yīng)速率。理想的粒度是25-75mm，因此，在堆肥化以前最好物料需要進(jìn)行篩分或破碎處理，具體的粒度可根據(jù)產(chǎn)品工藝和性能的要求而定。但顆粒度也不是越小越好，顆粒適當(dāng)增大可以起到支撐結(jié)構(gòu)的作用，增加垃圾內(nèi)部的孔隙率，有利于通風(fēng)。由于水是溶解廢物中有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及合成微生物細(xì)胞質(zhì)必不可少的物質(zhì)，所以堆肥垃圾中必須含有一定量的水分。最佳含水率范圍應(yīng)該是5070。若含水率過高，水就會(huì)將垃圾整體

13、粘連起來，阻礙空氣流通，出現(xiàn)厭氧的工況，甚至使?fàn)I養(yǎng)物和病原微生物隨水流出；若含水率過低，有機(jī)垃圾的分解速度會(huì)降低。當(dāng)含水率低于12時(shí)，微生物的繁殖就會(huì)停止。含水率可通過對(duì)不同垃圾按一定比例混合來在初始或活躍階調(diào)整， 若物料過稀，還可以使一定比例的堆肥產(chǎn)品重復(fù)使用來調(diào)節(jié)。段，若水分散失過多，則需要及時(shí)補(bǔ)充水分。5.9 堆肥的影響因素影響堆肥的因素很多, 歸納起來主要有下面幾方面。1、 有機(jī)質(zhì)含量：對(duì)于快速高溫機(jī)械化堆肥而言, 首要的是熱量和溫度間的平衡問題。 有機(jī)質(zhì)含量低的物質(zhì)發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的熱將不足以維持堆肥所需要的溫度，并且產(chǎn)生的堆肥由于肥效低而影響銷路，但過高的有機(jī)物含量又將給通風(fēng)供氧帶

14、來影響，從而產(chǎn)生厭氧和發(fā)臭。研究表明，堆肥中合適的有機(jī)物含量約為20% 80%之間。2、水分：水分為微生物生長(zhǎng)所必需，在堆肥過程中，按重量計(jì)，50% 60%的含水率最有利于微生物分解，水分超過70%，濕度難以上升，分解速度明顯降低。3、溫度：對(duì)堆肥而言，溫度是堆肥得以順利進(jìn)行的重要因素，溫度的作用主要是影響微生物的生長(zhǎng)，一般認(rèn)為高溫菌對(duì)有機(jī)物的降解效率高于中溫菌，現(xiàn)在的快速高溫好氧堆肥正是利用了這一點(diǎn)。4、碳氮比： C/N 比與堆肥溫度有關(guān)，原料C/N 比高，碳素多，氮素養(yǎng)料相對(duì)缺乏，細(xì)菌和其他微生物的發(fā)展受到限制，有機(jī)物的分解速度就慢，發(fā)酵過程就長(zhǎng)。如果碳氮比例高，容易導(dǎo)致成品堆肥的碳氮比過

15、高，這樣堆肥施人土壤后，將奪取土壤中的氮素，使土壤陷入“氮饑餓”狀態(tài)，會(huì)影響作物生長(zhǎng)。若碳氮比低于 20:1 ，可供消耗的碳素少，氮素養(yǎng)料相對(duì)過剩，則氮將變成銨態(tài)氮而揮發(fā)，導(dǎo)致氮元素大量損失而降低肥效。5、 C/P ： 磷是磷酸和細(xì)胞核的重要組成元素，也是生物能ATP的重要組成成分，一般要求堆肥料的C/P 在 75 150為宜。6、 pH值 ： 一般微生物最適宜的pH值是中性或弱堿性，pH值太高或太低都會(huì)使堆肥處理遇到困難。pH值是一個(gè)可以對(duì)微生物環(huán)境作為估價(jià)的參數(shù)，在整個(gè)堆肥過程中，pH值隨時(shí)間和溫度的變化而變化。在堆肥初始階段，由于有機(jī)酸的生成，pH值下降（可降至5.0） ，然后上升至8

16、8.5 左右，如果廢物堆肥成厭氧狀態(tài)，則pH值繼續(xù)下降。此外，pH值也會(huì)影響氮的損失，因pH值在 7.0 時(shí)，氮以氨氣的形式逸人大氣。設(shè)計(jì)任務(wù)要求102.1 采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范生活垃圾堆肥廠評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（ CJJ/T172-2011）本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了對(duì)生活堆肥處理廠設(shè)計(jì)、建設(shè)水平評(píng)價(jià)和運(yùn)行管理狀況評(píng)價(jià)。使用于生活垃圾堆肥處理廠的評(píng)價(jià)。堆肥自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備（ CJ/T338-2010本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了城鎮(zhèn)污水處理廠污泥、糞便污泥、生活垃圾和動(dòng)物糞便等有機(jī)廢物堆肥自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備的使用條件、原理、技術(shù)要求、檢驗(yàn)規(guī)則等。生活垃圾堆肥處理系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)要求本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了生活垃圾堆肥處理系統(tǒng)設(shè)備的通用要求和技術(shù)性能

17、要求。適用于生活垃圾好氧堆肥處理系統(tǒng)組成設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造及安裝使用技術(shù)要求。生活垃圾堆肥處理技術(shù)規(guī)范（ CJJ/T52-93，在修訂）本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了生活垃圾堆肥原料、堆肥工藝、設(shè)備配置。環(huán)境保護(hù)及堆肥廠的設(shè)計(jì)、生活垃圾堆肥廠運(yùn)行維護(hù)技術(shù)規(guī)程（ CJJ/T86-2000，在修訂）本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了生活垃圾堆肥廠各設(shè)備、設(shè)施、環(huán)境監(jiān)測(cè)等的運(yùn)行管理、維護(hù)修養(yǎng)、安全操作要求適用于生活垃圾堆肥廠的運(yùn)行管理。2.2 建設(shè)項(xiàng)目周圍環(huán)境概況在堆肥化工藝過程中，因微生物的分解作用，會(huì)產(chǎn)生臭味，必須進(jìn)行脫臭，否則會(huì)影響周圍居民的正常生活。2.3 生活垃圾設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)規(guī)模為600t / d 的廣州市城市生活垃圾堆肥處理系統(tǒng)

18、，垃圾主要成分見垃圾 組分砂土玻璃金屬紙塑料橡膠布草木廚余包塑 料皮制 品含量%14.924.390.555.6313.730.534.445.8647.861.330.76垃圾容量平均值為0.25 0.30t/m3，含水率為40-60%垃圾熱值:4000-5500KJ / kg三、設(shè)計(jì)工藝流程由于好氧堆肥具有發(fā)酵周期短、無害化程度高、衛(wèi)生條件好、易于機(jī)械化操作等優(yōu)點(diǎn)，故國內(nèi)外用垃圾、污泥、人畜糞尿等有機(jī)物制造堆肥的工廠，絕大多數(shù)都采用好氧堆肥。所以本設(shè)計(jì)采用好氧堆肥工藝系統(tǒng)。3.2 工藝流程簡(jiǎn)圖3.3 工藝流程說明垃圾分選部分：在垃圾進(jìn)入堆肥階段之前需要對(duì)垃圾進(jìn)行分選，以分選出客房回收利用的

19、組分以及對(duì)后繼堆肥處理不利的組分。經(jīng)分選能夠分選出金屬、塑料、 白塑料。整個(gè)工藝由預(yù)處理、一次發(fā)酵、后處理、 二次發(fā)酵、脫臭、 貯存等六個(gè)部分組成。城市生活垃圾運(yùn)到處理廠，由給料機(jī)送到預(yù)處理工段，經(jīng)過磁選、手選、篩選后，回收一部分有用物質(zhì)，去除一部分非堆肥化粗大物質(zhì)，然后進(jìn)入一次發(fā)酵倉，在倉內(nèi)調(diào)節(jié)水分和C/N 比，通風(fēng)發(fā)酵，大約10 天一次發(fā)酵結(jié)束，堆肥出料至后處理階段，經(jīng)分選機(jī)械去除堆肥物中雜物并加以破碎，然后物料進(jìn)入二次發(fā)酵倉進(jìn)行發(fā)酵，由風(fēng)機(jī)將一次發(fā)酵產(chǎn)生的尾氣送入二次發(fā)酵倉風(fēng)道，給二次發(fā)酵堆肥通風(fēng)，既起到了脫臭作用，又保證了二次發(fā)酵的供養(yǎng)，大約10 天后二次發(fā)酵結(jié)束，堆肥產(chǎn)品即可出廠供農(nóng)

20、用。四、堆肥工藝的選擇廣州市垃圾日產(chǎn)生量大，并且廚余的含量較高，可以考慮用好氧堆肥處理工藝進(jìn)行垃圾處理?，F(xiàn)代化的堆肥生產(chǎn)一般采用好氧堆肥工藝, 它通常是由前處理、主發(fā)酵（亦稱一級(jí)發(fā)酵或初級(jí)發(fā)酵）、后發(fā)酵（亦稱二級(jí)發(fā)酵或次級(jí)發(fā)酵）、后處理、脫臭及貯存等工序組成。4.1 預(yù)處理當(dāng)以城市生活垃圾為主要原料時(shí)，由于其中往往含有粗大垃圾和不可堆肥化物質(zhì)， 這些物質(zhì)會(huì)影響垃圾處理機(jī)械的正常運(yùn)行，并降低發(fā)酵倉容積的有效使用，且使堆溫難以達(dá)到無害化要求，從而影響堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，需要用到破碎、分選等預(yù)處理方法去除粗大垃圾和降低不可堆肥化物質(zhì)含量，并使堆肥物料粒度和含水率達(dá)到一定程度的均勻化。顆粒變小，物料

21、表面積增加，便于微生物繁殖，可以促進(jìn)發(fā)酵過程。 但顆粒也不能太小，因?yàn)橐紤]到保持一定程度的孔隙率與透氣性能，以便均勻充分地通風(fēng)供氧。適宜的粒徑范圍是12 60 ， 最佳歷經(jīng)需視物料物理性質(zhì)而定。當(dāng)以人畜糞便、污水污泥餅等為主要原料時(shí)，由于其含水率太高等原因，前處理的主要任務(wù)是調(diào)整水分和碳氮比，有時(shí)需添加菌種和酶制劑，以促進(jìn)發(fā)酵過程正常進(jìn)行。降低水分、增加透氣性、調(diào)整碳氮比的主要方法是添加有機(jī)調(diào)理劑和膨脹劑。（ 1）調(diào)理劑是指加進(jìn)堆肥化物料中干的有機(jī)物，借以減少單位體積的質(zhì)量并增加與空氣的接觸面積，以利于好氧發(fā)酵，也可以增加物料中有機(jī)物數(shù)量。理想的調(diào)理劑是干燥的、較輕而易分解的物料。常用的有木

22、屑、稻殼、禾桿、樹葉等。（ 2）膨脹劑是指有機(jī)的或無機(jī)的三維固體顆粒，當(dāng)它加入濕堆肥化物料中時(shí)，能有足夠的尺寸保證物料與空氣的充分接觸，并能依靠粒子間接觸起到支撐作用。普遍使用的膨脹劑有干木屑、花生殼、廠礦成粒狀的輪胎、小塊巖石等物質(zhì)。4.2 主發(fā)酵主發(fā)酵主要在發(fā)酵倉內(nèi)進(jìn)行，靠強(qiáng)制通風(fēng)或翻堆攪拌來供給氧氣，供給空氣的方式隨發(fā)酵倉種類而異。在發(fā)酵倉內(nèi)，由于原料和土壤中存在的微生物作用而開始發(fā)酵，首先是易分解物質(zhì)分解， 產(chǎn)生二氧化碳和水，同時(shí)產(chǎn)生熱量使堆溫上升。這時(shí)微生物吸取有機(jī)物的碳、氮等營(yíng)養(yǎng)成分，在合成細(xì)胞質(zhì)自身繁殖的同時(shí)，將細(xì)胞中吸收的物質(zhì)分解而產(chǎn)生熱量。發(fā)酵初期物質(zhì)的分解作用是靠嗜溫菌（生

23、長(zhǎng)繁殖最適宜溫度為30 40）進(jìn)行的。隨著堆溫的升高，最適宜溫度45 65的嗜熱菌取代了嗜溫菌，能進(jìn)行高效率的分解。氧的供應(yīng)情況與保溫床的良好程度對(duì)堆料的溫度上升有很大影響。后面將進(jìn)入降溫階段。通常將溫度升高到開始降低為止的階段，成為主發(fā)酵期，以城市生活垃圾為主體的城市固體廢物好氧堆肥化的主發(fā)酵期約為4 12 天。4.3 后發(fā)酵經(jīng)過主發(fā)酵的半成品被送去后發(fā)酵。在主發(fā)酵工序尚未分解的易分解及較難分解的有機(jī)物可能全部分解，變成腐植酸、氨基酸等比較穩(wěn)定的有機(jī)物，得到完全成熟的堆肥成品。后發(fā)酵也可以在專設(shè)倉內(nèi)進(jìn)行，但通常把無聊堆積到1 2m高度，進(jìn)行敞開式后發(fā)酵，此時(shí)要有防止雨水的設(shè)施。為提高后發(fā)酵效

24、率，有時(shí)仍需進(jìn)行翻堆或通風(fēng)。后發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短，決定于堆肥的使用情況。例如堆肥用于溫床（能利用堆肥的分解熱）時(shí)，可在主發(fā)酵后直接利用。對(duì)幾個(gè)月不中作物的土地，大部分可以使用不進(jìn)行發(fā)酵的堆肥，即直接施用堆肥；而對(duì)一直在種作物的土地，則有必要使堆肥的分解進(jìn)行到能不致奪取土壤中氮的穩(wěn)定化程度（即充分腐熟）。后發(fā)酵時(shí)間通常在201.1 天以上。顯然，不進(jìn)行后發(fā)酵的堆肥，其施用價(jià)值較低。4.4 后處理經(jīng)過二次發(fā)酵后的物料中，幾乎所有的有機(jī)物都已破碎和變形, 數(shù)量也有所減少,已成為粗堆肥。然而，城市生活垃圾堆肥時(shí)，在預(yù)分選工序沒有去除的塑料、玻璃、陶瓷、金屬、小石塊等雜物依然存在，因此，還要經(jīng)過一道工序以去

25、除這類雜物，并根據(jù)需要，如生產(chǎn)精制堆肥等，則應(yīng)進(jìn)行再破碎過程。凈化后的散裝堆肥產(chǎn)品，既可以直接銷售到用戶，施于農(nóng)田、果園、菜田，或作為土壤改良劑，也可以根據(jù)土壤的情況、用戶的要求，在散裝的堆肥中加入氮、磷、鉀添加劑后生產(chǎn)復(fù)混肥，做成袋裝產(chǎn)品，既便于運(yùn)輸，也便于貯存，而且肥效更佳。有時(shí)還需要固化造粒以利于貯存。4.5 脫臭在堆肥化工藝過程中，每個(gè)工序系統(tǒng)有臭氣產(chǎn)生，主要有氮、硫化氫、 甲基硫醇、胺類等，必須進(jìn)行脫臭處理。去除臭氣的方法主要有化學(xué)除臭劑；水、酸、堿水溶液等吸收劑吸收法；臭氧氧化法；活性炭、沸石、熟堆肥等吸附劑吸附法等。其中，經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的方法是熟堆肥氧化吸附除臭法。將源于堆肥產(chǎn)品的腐

26、熟堆肥置入脫臭器，堆高約 0.8 1.2m，將臭氣通入系統(tǒng)，使之與生物分解和吸附及時(shí)作用，氮，硫化氨的去除效率均可達(dá)98以上。也可用特種土壤代替堆肥，此種設(shè)備稱土壤脫臭過濾器。4.6 貯存堆肥一般在春秋兩季使用，在夏冬兩季就需積存，因此， 一般的堆肥化工廠有必要設(shè)置至少能容納6 個(gè)月產(chǎn)量的貯藏設(shè)施，以保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。但貯存時(shí)要注意保持 干燥通風(fēng)，防止閉氣受潮五、主要設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 垃圾破碎及分選設(shè)備選型以城市生活垃圾為主要原料堆肥時(shí)，由于其中往往含有粗大垃圾和不可堆肥化物質(zhì)， 這些物質(zhì)會(huì)影響垃圾處理機(jī)械的正常運(yùn)行，并降低發(fā)酵倉容積的有效容積，且使堆肥溫度難以達(dá)到無害化要求，從而影響堆肥產(chǎn)品

27、的質(zhì)量，因此要用到破碎、分選等預(yù)處理方法。5.1.1 人工分選人工分選是在分類收集基礎(chǔ)上，主要回收紙張、玻璃、塑料、橡膠等物品的過程。人工分選的識(shí)別能力強(qiáng)，可以區(qū)分機(jī)械方法無法分開的固體廢物，可對(duì)一些無需進(jìn)一步加工即能回用的物品進(jìn)行直接回收，同時(shí)還可以消除所有可能使得后續(xù)處理發(fā)生事故的廢物。隨讓人工分選的工作強(qiáng)度大，衛(wèi)生條件差，但目前尚無法完全被機(jī)械替代。經(jīng)驗(yàn)表明：運(yùn)送待分揀垃圾的皮帶速度以小于9m / min 為宜。一名分揀工人大約在一小時(shí)內(nèi)揀出0.5t 的物料。據(jù)經(jīng)驗(yàn)：經(jīng)人工分選后大約0.2%的金屬、2%的玻璃、10%的塑料被選出，即金屬q1Q00.2%600 0.2% 1.2t/d玻璃q

28、2Q02%600 2% 12t /d塑料q3Q010%60t/ d則經(jīng)人工手選可分出的垃圾有Q1 q1 q2 q3 1.2 12 60 73.2t / d5.1.2 磁選機(jī)的選擇根據(jù)物質(zhì)比磁化系數(shù)的大小，可將物質(zhì)分為三類： 強(qiáng)磁性物質(zhì)：比磁化系數(shù)大于38 10 6m3/Kg ，可用弱磁選方法選別 弱磁性物質(zhì)：比磁化系數(shù)在0.197.5 10 6m3/ Kg，可用強(qiáng)磁選方法選別 非磁性物質(zhì)：比磁性系數(shù)小于0.19 10 6m3/ Kg磁選機(jī)械可以選出所有的金屬金屬含量為：Q2 600t / d 0.33% 1.98t / d磁選機(jī)應(yīng)選擇帶式懸吊除鐵器。5.1.3 選擇性破碎機(jī)篩上主要有紙張、布、

29、皮制品、塑料、橡膠d 50mmQ3 Q0 （5.63 3.73 0.53 4.44 1.33 0.76）% 98.52t / d篩下為d50mm的被破碎廚余、玻璃、砂土根據(jù)各種破碎機(jī)的性能特點(diǎn)：應(yīng)選擇齒錕式破碎機(jī)。5.1.4 風(fēng)選輕組分主要為紙張、布、塑料Q4 Q05.63 3.73 4.44 % 82.8t / d風(fēng)選設(shè)備：對(duì)本分選工藝，選用簡(jiǎn)易立式風(fēng)選設(shè)備（ 1） 氣流速度確定風(fēng)力分選主要將低密度、空氣阻力大的塑料、廢紙和具有高密度、空氣阻力小的重物質(zhì)分開輕物質(zhì)以塑料為參考，其懸浮氣速為：0塑 22920=6.67m/s0 100100重物質(zhì)以有機(jī)物為參考其懸浮氣速為：1= 重 = 221

30、200=7.62m/s1 100100則選取氣流速度為7m/s（ 2）立式風(fēng)選機(jī)幾何參數(shù)的確定關(guān)于風(fēng)力分選設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算目前尚無成熟的方法可借鑒，對(duì)于立式分選設(shè)備垂直段主要目的是將紙類、塑料等輕物質(zhì)通過氣流輸送出來，可借鑒流化床氣力輸送設(shè)計(jì)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。選則氣體速度根據(jù)氣力輸送設(shè)計(jì)原則確定垂直段管長(zhǎng)為7m，的、考慮到所分選物料為不規(guī)則紙類、塑料等，選擇管徑為100mm。設(shè)高壓端氣體密度為3Kg/m3，故所選氣速相當(dāng)于氣體質(zhì)量流速G=7 3 21Kg / m2 s估算氣固比垃圾風(fēng)選主要去除塑料及紙類，設(shè)其堆積密度為=560Kg / m30.380.38氣固比為m 227 L 0.75 22756

31、07 0.75 186.7G215.1.4 滾筒篩分滾筒篩分主要針對(duì)選擇性破碎機(jī)篩下物進(jìn)行進(jìn)一步分選，篩下物主要有廚余、玻璃、砂土。選擇篩孔為10 10mm篩上物主要為dp 10mm廚余Q5 Q0 47.86%287.16t / d篩下物為砂土、玻璃滾筒篩主要參數(shù)確定如下：（ 1）設(shè)計(jì)篩體長(zhǎng)度4m、篩體直徑1.6m，篩孔取10mm 10mm，安裝傾角取4°（ 2） 篩分效率和生產(chǎn)率。根據(jù) “垃圾分選機(jī) -垃圾滾筒篩”航意標(biāo)準(zhǔn) （ CJ/T5013.1-95 ） ，篩下物粒徑12mm，篩分效率80%。選取篩分效率為90%。（ 3）滾筒篩轉(zhuǎn)速通常為了獲得較好的篩分效率，應(yīng)使物料在篩體內(nèi)做

32、較大的翻動(dòng)。滾筒篩臨界轉(zhuǎn)速為nc 30 g 309.81 34r / minc R 3.140.8根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，垃圾滾筒篩回轉(zhuǎn)速度一般取臨界轉(zhuǎn)速的30%-60%較為理想，則取滾筒篩轉(zhuǎn)速為12r/min料在篩體內(nèi)的停留時(shí)間根據(jù)研究表明，當(dāng)篩分垃圾時(shí)，要得到75%以上的篩分效率，停留時(shí)間應(yīng)達(dá)到20-30s，甚至更長(zhǎng)。所以去垃圾在滾筒篩內(nèi)停留時(shí)間為50s，則物料在篩體內(nèi)沿軸向運(yùn)動(dòng)的平均速度為L(zhǎng) 40.08m / st 50滾筒篩有用功率據(jù)資料推導(dǎo)，篩分機(jī)有用功率為22L R g 9 8cos 2 904 3.14 0.8 9.819 8 cos2 30N47Kw8sin 2 90 tan 458 s

33、in230 tan4 45實(shí)際使用時(shí)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率還應(yīng)考慮機(jī)械傳動(dòng)損失。5.1.5 輸送帶在垃圾分選工藝中，帶式輸送機(jī)是主要的輸送設(shè)備，它連接各個(gè)分選設(shè)備。因此，各個(gè)分選設(shè)備段之間的輸送帶帶寬、帶長(zhǎng)、 帶速及輸送帶的安裝位置需根據(jù)具體情況分別估算。（ 1）輸送帶帶寬確定輸送帶主要輸送從垃圾儲(chǔ)坑送來由輸送帶送至滾筒破碎機(jī)的垃圾，在這一段輸送帶上同時(shí)進(jìn)行人工分選。故帶速不易選擇過快，選取帶速為0.3m/s。由于垃圾的密度較小和較松散，一般用槽式膠帶輸送帶。膠帶輸送機(jī)的輸送能力由下式計(jì)算。Q 3600 Fbc式中 Q- 輸送能力Fb -物料在膠帶的截面積-輸送帶的運(yùn)行速度-物料的堆密度取0.25 t

34、/m3 c- 傾斜系數(shù)。對(duì)于人工手選輸送帶取1.FbF1F20.082 3.14B20.12B2tan20b12sin2454選擇帶寬為1.2m電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算在確定膠帶輸送機(jī)的電動(dòng)功率以前，首先要計(jì)算傳動(dòng)滾筒的軸功率。轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒軸功率計(jì)算公式為：N0 k3k4 N1 N2 N3k5k8膠面?zhèn)鲃?dòng)滾筒=0.90 因此電動(dòng)機(jī)的功率為N k N0 2.0 2.3KW0.9故選用 Y100L-2 型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為3.0KW。（ 2）輸送帶帶寬的確定輸送帶主要用于輸送有滾筒破碎機(jī)篩上物（主要紙張、布、皮制品、塑料、橡膠）至分選設(shè)備帶寬取 1.2m 電動(dòng)機(jī)的功率為6Kw故選用Y132M-4型電動(dòng)

35、機(jī)，額定功率為7.5Kw.（3） 輸送帶帶寬確定輸送帶主要用于輸送自滾筒篩破碎機(jī)篩下物至滾筒篩。取帶速為1.5m/s ，輸送傾角為10 ，傾角系數(shù)為0.95，經(jīng)計(jì)算帶寬為1.2m電動(dòng)機(jī)的功率為N k N 07.3 8.1KW0.9故選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-4 額定功率為11KW。5.2 堆肥工藝條件控制（ 1）關(guān)于堆肥中的有機(jī)物問題堆肥原料進(jìn)行預(yù)處理：通過破碎、篩分等工藝去掉其中的無機(jī)成分，使垃圾有機(jī)物含量提高到50%以上。發(fā)酵前在堆肥原料中摻入一定比例的稀糞、城市污水、污泥、畜糞等城市生活垃圾和污泥混合堆肥。（ 2）堆肥過程中CN比控制實(shí)踐證明：當(dāng)CN比為（25-35） ： 1 時(shí)發(fā)酵過

36、程最快。若CN比過低（低于20:1 ）微生物的繁殖就會(huì)因?yàn)槟芰坎蛔愣艿揭种疲瑢?dǎo)致分解緩慢且不徹底。而一旦CN過高（超過 40:1 ） ，則在堆肥施入土壤后，將會(huì)發(fā)生奪取土壤中氮素的現(xiàn)象，產(chǎn)生“氮饑餓”狀態(tài)，導(dǎo)致對(duì)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響。隨著堆肥發(fā)酵的進(jìn)行，在整個(gè)堆肥過程中CN比逐漸下降。為保證成品堆肥中一定的CN比 一般為 （ 10-20） ： 1和在堆肥工程中有理想的分解速度，必需調(diào)節(jié)紅堆肥原料的CN比。（ 3）堆肥過程中水分的控制堆肥過程中水分的主要作用在于： 溶解有機(jī)物，參與微生物的新陳代謝 水分蒸發(fā)式帶走熱量，起到調(diào)節(jié)堆肥溫度的作用。用生活垃圾堆肥時(shí)，一般含水率按質(zhì)量計(jì)50%-60%為

37、最佳。（ 4）堆肥過程中溫度的控制在堆肥過程中，隨著微生物活動(dòng)的加劇，微生物分解有機(jī)物所釋放的熱量大于堆肥的耗熱時(shí)，堆肥溫度就會(huì)上升。因此，溫升是微生物活動(dòng)劇烈程度的最好參數(shù)。在堆肥過程中，堆體溫度應(yīng)控制在50-65 之間，但在55-60 是比較好，不宜超過60 . 溫度過高會(huì)過度消耗有機(jī)質(zhì)，并降低堆肥產(chǎn)品質(zhì)量。為達(dá)到殺滅病原菌的效果，對(duì)于裝置式系統(tǒng)（反應(yīng)器系統(tǒng)）和強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)，堆體內(nèi)部溫度大于55的時(shí)間必須達(dá)3d。對(duì)于條垛式系統(tǒng)，堆肥內(nèi)部溫度大于55的時(shí)間至少為15d，且在操作過程中至少翻垛5 次。（ 5）通風(fēng)供養(yǎng)的過程控制通風(fēng)是好氧堆肥成功的重要因素之一，其主要作用在于： 提供氧氣，

38、以促進(jìn)微生物的發(fā)酵過程； 通過供氣量的控制，調(diào)節(jié)溫度 在維持最適溫度的條件下，加大通風(fēng)量可以去除水分在通風(fēng)供養(yǎng)過程中，首先必須注意供養(yǎng)的濃度，堆肥過程中合適的氧濃度應(yīng)大于18%，最低氧濃度不能低于8%。氧濃度一旦低于8%，氧就成為好氧堆肥中微生物生命活動(dòng)的限制因素，并易使堆肥產(chǎn)生惡臭。適宜的通氣量通常取0.6-1.8 m3/d Kg 揮發(fā)性固體，或?qū)⒀鯘舛染S持在10%-18%。好氧堆肥的通風(fēng)方式如下： 自然擴(kuò)散 翻堆 被動(dòng)通風(fēng) 強(qiáng)制通風(fēng)（ 6）堆肥過程中pH值的控制pH 值是一項(xiàng)能對(duì)細(xì)菌環(huán)境做出估價(jià)的參數(shù)。在堆肥的微生物降解和發(fā)酵過程中，pH值隨著時(shí)間和溫度的變化而變化，因此 pH值也是揭示堆

39、肥分解過程的一個(gè)極好標(biāo)志。適宜的 pH值可使微生物有效發(fā)揮其應(yīng)有的作用，而過高或過低pH值都會(huì)對(duì)堆肥的效率產(chǎn)生影響。一般認(rèn)為pH值在 7.5-8.5 時(shí)，可獲得最大的堆肥效率。在堆肥過程中，盡管 pH值在不斷變化，但能夠通過自身功能得到調(diào)節(jié)。通常認(rèn)為，當(dāng)堆肥物料為生活垃圾時(shí)，試圖在堆肥物中添加中和劑如石灰，磷酸鹽、 鉀鹽等來改變 pH值是沒有必要的，有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生不良的后果。若 pH過低，可以逐步增加通風(fēng)來補(bǔ)救。（ 7）發(fā)酵周期的確定發(fā)酵周期是指垃圾經(jīng)過好氧發(fā)酵過程由原料成為穩(wěn)定無害的堆肥產(chǎn)品所需要的時(shí)間。堆肥發(fā)酵周期的長(zhǎng)短是評(píng)價(jià)堆肥工藝好壞的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。CN 比、通風(fēng)量、溫度和水分等是否處

40、于最佳條件均能使發(fā)酵周期受到直接影響。傳統(tǒng)的靜態(tài)堆肥法，依靠自然通風(fēng)和翻堆來實(shí)現(xiàn)好氧堆肥工藝的全過程，因此， 發(fā)酵周期需要2-3 個(gè)月， 有的甚至長(zhǎng)達(dá)半年之久。而且前一些高效快速動(dòng)態(tài)堆肥技術(shù)，可使堆肥發(fā)酵周期控制在7d以內(nèi)，有的一次發(fā)酵時(shí)間僅需2-3d。堆肥產(chǎn)品達(dá)到穩(wěn)定化，才能認(rèn)為無害化的堆肥過程已經(jīng)結(jié)束。5.3 堆肥設(shè)備選型堆肥發(fā)酵設(shè)備是指堆肥物料進(jìn)行生化反應(yīng)的反應(yīng)器裝置，是整個(gè)堆肥系統(tǒng)的核心部分。5.3.1 水平（臥式）發(fā)酵滾筒有多種形式，其中典型形式為著名的達(dá)諾（Dano）式滾筒。這種發(fā)酵設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 可以采用較大粒度的物料，從而使預(yù)處理設(shè)備簡(jiǎn)單化，因此具有相當(dāng)強(qiáng)的生命力，在世界各國均

41、廣泛使用。在臥式堆肥發(fā)酵滾筒裝置中，廢物在筒體內(nèi)表面的摩擦力作用下，沿旋轉(zhuǎn)方向提升，同時(shí)借助自重落下，通過如此反復(fù)升高、跌落，可充分地調(diào)整物料的溫度、水分， 同時(shí)廢物被均勻地翻倒而與供入的空氣接觸達(dá)到與曝氣同樣的效果。 物料在翻轉(zhuǎn)的同時(shí)在微生物的作用下進(jìn)行發(fā)酵，而隨著螺旋板的撥動(dòng)以及由于筒體傾斜的原因，滾筒中的旋轉(zhuǎn)物料又不斷由入口端向出口端移動(dòng)，物料隨滾筒旋轉(zhuǎn)而不斷地塌落，以致新鮮空氣不斷進(jìn)入，臭氣不斷被抽走，充分保證了微生物好氧分解的條件。最后經(jīng)雙層金屬網(wǎng)篩的分選，得到一次發(fā)酵的粗堆肥。所以，這種裝置可以自動(dòng)穩(wěn)定地供料、傳送，并且排出堆肥物。該裝置的主要參數(shù)為：滾筒直徑2.5m 4.5m，

42、長(zhǎng)度20 40m； 內(nèi)攪拌的旋轉(zhuǎn)速度0.2 3r/min 。通常為常溫24h 連續(xù)操作，通風(fēng)量為0.1m3 /( m 3.min) 。若僅為一次發(fā)酵，時(shí)間只需36 48h；若全程發(fā)酵，需發(fā)酵時(shí)間為2 5d。筒填充率：筒內(nèi)廢物量/筒容量80。當(dāng)以該裝置做全程發(fā)酵時(shí)，發(fā)酵過程中堆肥物的平均溫度為50 60，最高溫度可達(dá)70 80；當(dāng)以該裝置做一次發(fā)酵時(shí)，則平均溫度為35 45，最高溫度可達(dá)60左右。臥式堆肥發(fā)酵滾筒的生產(chǎn)效率相當(dāng)高，發(fā)達(dá)國家常采用它與立式堆肥發(fā)酵塔組合應(yīng)用，可告訴完成發(fā)酵任務(wù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。其缺點(diǎn)在于堆肥過程中，原料滯留時(shí)間短，發(fā)酵不充分，裝置的密閉也是個(gè)問題。此外，由于在發(fā)酵過程中，筒體不斷的旋轉(zhuǎn)，對(duì)物料進(jìn)行重復(fù)切斷，所以物料易產(chǎn)生壓實(shí)現(xiàn)象，不能對(duì)原料進(jìn)行充分通氣，導(dǎo)致產(chǎn)品不易均質(zhì)化，能耗也較高。5.3.2 發(fā)酵倉的設(shè)計(jì)與計(jì)算臥式堆肥發(fā)酵滾筒的直徑2.5 3.5m, 長(zhǎng)度20 30m,內(nèi)攪拌的旋轉(zhuǎn)速度0.23r/min 為宜；通風(fēng)空氣溫度保持常溫，對(duì)24h 連續(xù)操作的裝置，通風(fēng)量為0.1m3/( m3.min) 。空氣從筒的出料口進(jìn)入，并從進(jìn)料口排出。如果發(fā)酵全過程都在此裝置中完成， 停留時(shí)間應(yīng)為2 5d。 筒內(nèi)廢物量一般不能超過筒容量的80。當(dāng)以該