固廢課程設(shè)計堆肥.doc

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1、實用標(biāo)準(zhǔn)文案 目錄 一、前言………………………………………………………………………………………………………………….2 1.1 生活垃圾定義及來源分類………………………………………………...2 1.2 生活垃圾處理必要性……………………………………………………...2 1.3生活垃圾處理方式…………………………………………………………4 1.4 堆肥技術(shù)…………………………………………………………………...4 1.5 好氧堆肥適宜處理的垃圾………………………………………………...5 1.6 堆肥的影響因素…………………………………………………………...6

2、二、設(shè)計任務(wù)要求………………………………………………………..6 2.1 采用的設(shè)計標(biāo)注及規(guī)范…………………………………………………..7 2.2建設(shè)項目周圍環(huán)境概況……………………………………………………7 2.3 生活垃圾設(shè)計參數(shù)………………………………………………………...7 三、設(shè)計工藝流程……………………………………………………….7. 四、堆肥工藝的選擇…………………………………………………….8 4.1 預(yù)處理………………………………………………………………………8 4.2 主發(fā)酵………………………………………………………………………

3、9 4.3 后發(fā)酵………………………………………………………………………9 4.4 后處理………………………………………………………………………10 4.5 脫臭………………………………………………………………………....10 4.6 貯存…………………………………………………………………………10 五、主要設(shè)計計算………………………………………………………11 5.1 垃圾設(shè)備及分選設(shè)備選型…………………………………………………11 5.2堆肥工藝條件控制………………………………………………………….14 5.3 堆肥設(shè)備選型…………………………

4、…………………………………….16 六、效益分析…………………………………………………………….18 七、小結(jié)………………………………………………………………….19 參考文獻 一、前言 隨著人口飛速增長和工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的迅速發(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)濟的進一步發(fā)展，所以我們每個人都要提高保護環(huán)境意識，從自身做起，保護我們賴以生存的環(huán)境。在保護水環(huán)境的同時，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，投向垃圾箱的時候，是否想到過累計我們所有人扔掉的垃圾量會形成一個天文數(shù)字，有資料統(tǒng)計，目前我國城市居民沒人每年的生

5、活垃圾產(chǎn)生量已達440公斤，全國歷年的垃圾存量已高達60多億噸。 1.1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、利用價值以及對環(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

6、可獲得0．7噸二級原料；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)就地處理堆肥，每噸可生產(chǎn)0.3噸有機肥料。 3、有害垃圾包括廢電池、廢日光燈管、廢水銀溫度計、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。 1.2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，但有一點是相同的，對人體的危害、對環(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

7、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、浪費資源。有人會說都成垃圾了，怎么還能算得上是浪費資源呢？但是生活垃圾中一般含有10％～15％的可回收利用的物質(zhì)，如金屬、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值的資源。 2、污染環(huán)境。生活垃圾若不能及時從市區(qū)清運或簡單堆放在市郊，往往會造成垃圾遍布、污水橫流、蚊蠅孽生，散發(fā)臭味，還會成為各種病源微生物的孽生地和繁殖場，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,會傳播肝炎、腸炎、痢

8、疾及各種蠕蟲病菌等，對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，侵占了大量的可耕地面積，使可耕地短缺的矛盾更加突出。 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)長的時間才能發(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

9、食物、棲息和繁殖的場所，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％，氮氣78.06％，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。土壤有較強的自凈能力，但當(dāng)有毒有害物質(zhì)進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

10、的生長，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，會破壞土壤結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重影響植物生長。 8、造成水體污染。進入水里的污染物，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，如果進入江河湖泊中，會造成水的富營養(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間接造成水體污染，進而

11、影響水生動植物生長、人類生活和身體健康。 1.3生活垃圾處理方式 目前常用的垃圾處理方法主要有填埋、焚燒、堆肥、熱解、分選回收和綜合處理等。我們將幾種主要的處理方式進行比較如表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，但入場垃圾需要符合GB16889-2008 要求垃圾熱值大于4000kJ/kg 垃圾中生物可堆肥物含量25%-30% 對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%，殘渣安全填埋產(chǎn)生滲

12、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，對大氣有一定程度的污染 輕微氣味 對生態(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) 場區(qū)內(nèi) 場區(qū)內(nèi) 占地面積 大 小 中等 管理維護難易程度 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（實施垃圾分類回收除外） 15%-60% 10%-50% 1.4堆肥技術(shù)

13、 本次設(shè)計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)大致可分為簡易堆肥、好氧堆肥和厭氧堆肥三類。 1、簡易堆肥：工程規(guī)模較小、機械化程度低、主要采用靜態(tài)發(fā)酵工藝、環(huán)保措施不齊全、投資及運行費用均較低。簡易高溫堆肥技術(shù)一般在中小型城市應(yīng)用較多。 2、好氧堆肥：工程規(guī)模相對較大、機械化程度較高、一般采用動態(tài)或半動態(tài)好氧發(fā)酵工藝、有較齊全的環(huán)保措施、投資及運行費用均高于簡易高溫堆肥技術(shù)。 3、厭氧堆肥：工程規(guī)模普遍較大，機械化程度相當(dāng)高，一般采用濕式或干式厭氧發(fā)酵工藝，發(fā)酵周期可縮短至15～2

14、0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，投資及運行費用高于好氧堆肥，占地面積少于好氧堆肥。 1.5好氧堆肥適宜處理的垃圾 垃圾的化學(xué)特性對于堆肥產(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。 垃圾的酸堿度也對微生物的活動有較大的影響。在堆肥化過程中，pH值隨時間和溫度發(fā)生變化，可以根據(jù)pH值的變化來檢測分解過程的進展。初始階段由于有機酸的產(chǎn)生，pH值會降低到5.0或更低。在活躍階段和穩(wěn)定階段，隨著有機酸被逐步分解，pH值逐漸上升，最終可以達到8.0左右

15、。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物和營養(yǎng)物質(zhì)以及合成微生物細胞質(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50％～70％。若含水率過高，水就會將垃圾整體粘連起來，阻礙空氣流通，出現(xiàn)

16、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，有機垃圾的分解速度會降低。當(dāng)含水率低于12％時，微生物的繁殖就會停止。含水率可通過對不同垃圾按一定比例混合來調(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)。在初始或活躍階段，若水分散失過多，則需要及時補充水分。 1.6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、有機質(zhì)含量：對于快速高溫機械化堆肥而言,首要的是熱量和溫度間的平衡問題。有機質(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，但過高的有機物含量又將給通風(fēng)供氧帶來影響，從而產(chǎn)生厭氧和發(fā)臭

17、。研究表明，堆肥中合適的有機物含量約為20%～80%之間。 2、水分 ：水分為微生物生長所必需，在堆肥過程中，按重量計，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 ：對堆肥而言，溫度是堆肥得以順利進行的重要因素，溫度的作用主要是影響微生物的生長，一般認(rèn)為高溫菌對有機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。 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)料相對缺乏，細菌和其他微生物的發(fā)展受到限制，有機物的分解速度就慢，發(fā)酵過程就長。如果碳氮比例高，容易導(dǎo)致成品堆肥的碳氮比過高，這樣堆肥

18、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)，會影響作物生長。若碳氮比低于20:1，可供消耗的碳素少，氮素養(yǎng)料相對過剩，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值太高或太低都會使堆肥處理遇到困難。pH值是一個可以對微生物環(huán)境作為估價的參數(shù)，在整個堆肥過程中，pH值隨時間和溫度的變化而變化。在堆肥初始階段，由于有機酸的生成，pH值下降（可降至5.0），然后上升至8～8.5左右，如果廢物堆

19、肥成厭氧狀態(tài)，則pH值繼續(xù)下降。此外，pH值也會影響氮的損失，因pH值在7.0時，氮以氨氣的形式逸人大氣。 二、 設(shè)計任務(wù)要求 2.1 采用的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 《生活垃圾堆肥廠評價標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T172-2011） 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了對生活堆肥處理廠設(shè)計、建設(shè)水平評價和運行管理狀況評價。使用于生活垃圾堆肥處理廠的評價。 《堆肥自動監(jiān)測與控制設(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、生活垃圾和動物糞便等有機廢物堆肥自動監(jiān)測與控制設(shè)備的使用條件、原理、技術(shù)要求、檢驗規(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

20、通用要求和技術(shù)性能要求。 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、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)境保護及堆肥廠的設(shè)計、 《生活垃圾堆肥廠運行維護技術(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)測等的運行管理、維護修養(yǎng)、安全操作要求適用于生活垃圾堆肥廠的運行管理。 2.2建設(shè)項目周圍環(huán)境概況 在堆肥化工藝過程中，因微生物的分解作用，會產(chǎn)生臭味，必須進行脫臭，否則會影響周圍居民的正常生活。 2.3生活垃圾設(shè)計參數(shù) 設(shè)計

21、規(guī)模為的廣州市城市生活垃圾堆肥處理系統(tǒng)，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% 14.92 4.39 0.55 5.63 13.73 0.53 4.44 5.86 47.86 1.33 0.76 垃圾容量平均值為，含水率為40-60% 垃圾熱值:4000-5500 三、設(shè)計工藝流程 3.1選用工藝依據(jù) 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、易于機械化 操作等優(yōu)點，故國內(nèi)外用垃圾、污泥、人畜糞尿等有機物制造堆肥的工廠，絕大多數(shù)都采用好氧堆肥。所以本設(shè)計采用

22、好氧堆肥工藝系統(tǒng)。 3.2工藝流程簡圖 生活垃圾 手選 磁選 復(fù)式振動格篩 一次發(fā)酵 后處理階段 二次發(fā)酵階段 脫臭 貯存 3.3工藝流程說明 垃圾分選部分：在垃圾進入堆肥階段之前需要對垃圾進行分選，以分選出客房回收利用的組分以及對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、貯存等六個部分組成。城市生活垃圾運到處理廠，由給料機送到預(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

23、出料至后處理階段，經(jīng)分選機械去除堆肥物中雜物并加以破碎，然后物料進入二次發(fā)酵倉進行發(fā)酵，由風(fēng)機將一次發(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)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（亦稱一級發(fā)酵或初級發(fā)酵）、后發(fā)酵（亦稱二級發(fā)酵或次級發(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，由于其中往往含有粗大垃圾和不可堆肥化物質(zhì)，

24、這些物質(zhì)會影響垃圾處理機械的正常運行，并降低發(fā)酵倉容積的有效使用，且使堆溫難以達到無害化要求，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到一定程度的均勻化。顆粒變小，物料表面積增加，便于微生物繁殖，可以促進發(fā)酵過程。但顆粒也不能太小，因為要考慮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，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，有時需添加菌種和酶制劑，以促進發(fā)酵過程正常進行。 降低

25、水分、增加透氣性、調(diào)整碳氮比的主要方法是添加有機調(diào)理劑和膨脹劑。 （1）調(diào)理劑是指加進堆肥化物料中干的有機物，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。常用的有木屑、稻殼、禾桿、樹葉等。 （2）膨脹劑是指有機的或無機的三維固體顆粒，當(dāng)它加入濕堆肥化物料中時，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)進行，靠強制通風(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

26、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，同時產(chǎn)生熱量使堆溫上升。這時微生物吸取有機物的碳、氮等營養(yǎng)成分，在合成細胞質(zhì)自身繁殖的同時，將細胞中吸收的物質(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（生長繁殖最適宜溫度為30～40℃）進行的。隨著堆溫的升高，最適宜溫度45～65℃的嗜熱菌取代了嗜溫菌，能進行高效率的分解。氧的供應(yīng)情況與保溫床的良好程度對堆料的溫度上升有很大影響。 后面將進入降溫階段。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.

27、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物可能全部分解，變成腐植酸、氨基酸等比較穩(wěn)定的有機物，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)進行，但通常把無聊堆積到1～2m高度，進行敞開式后發(fā)酵，此時要有防止雨水的設(shè)施。為提高后發(fā)酵效率，有時仍需進行翻堆或通風(fēng)。 后發(fā)酵時間的長短，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，可在主發(fā)酵后直接利用。對幾個月不中作物的土地，大部分可以使用不進行發(fā)酵的堆肥，即直接施用堆肥；而對一直在種作物的土地，則有必要使堆肥的分解進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)酵時間通

28、常在20～30天以上。 顯然，不進行后發(fā)酵的堆肥，其施用價值較低。 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，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)過一道工序以去除這類雜物，并根據(jù)需要，如生產(chǎn)精制堆肥等，則應(yīng)進行再破碎過程。 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，既便于運輸，也便于貯存，而且肥效更佳。有時還需要固化造粒以利

29、于貯存。 4.5 脫臭 在堆肥化工藝過程中，每個工序系統(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)濟而實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作用，氮，硫化氨的去除效率均可達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個月產(chǎn)量

30、的貯藏設(shè)施，以保證生產(chǎn)的連續(xù)進行。但貯存時要注意保持干燥通風(fēng)，防止閉氣受潮 五、主要設(shè)計計算 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，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)會影響垃圾處理機械的正常運行，并降低發(fā)酵倉容積的有效容積，且使堆肥溫度難以達到無害化要求，從而影響堆肥產(chǎn)品的質(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。 人工分選的識別能力強，可以區(qū)分機械方法無法分開的固體廢物，可對一些無需進一步加工即能回用的物品進行直接回收，同時還可以消除所有可能使得后續(xù)

31、處理發(fā)生事故的廢物。隨讓人工分選的工作強度大，衛(wèi)生條件差，但目前尚無法完全被機械替代。 經(jīng)驗表明：運送待分揀垃圾的皮帶速度以小于為宜。一名分揀工人大約在一小時內(nèi)揀出0.5t的物料。 據(jù)經(jīng)驗：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 玻璃 塑料 則經(jīng)人工手選可分出的垃圾有 5.1.2磁選機的選擇 根據(jù)物質(zhì)比磁化系數(shù)的大小，可將物質(zhì)分為三類： ① 強磁性物質(zhì)：比磁化系數(shù)大于，可用弱磁選方法選別 ② 弱磁性物質(zhì)：比磁化系數(shù)在，可用強磁選方法選別 ③ 非磁性物質(zhì)：比磁性系數(shù)小于 磁選機械可以選出所有

32、的金屬 金屬含量為： 磁選機應(yīng)選擇帶式懸吊除鐵器。 5.1.3選擇性破碎機 ①篩上主要有紙張、布、皮制品、塑料、橡膠 ②篩下為的被破碎廚余、玻璃、砂土 根據(jù)各種破碎機的性能特點：應(yīng)選擇齒錕式破碎機。 5.1.4風(fēng)選 ①輕組分主要為紙張、布、塑料 風(fēng)選設(shè)備：對本分選工藝，選用簡易立式風(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： 重物質(zhì)以有機物為參考 其懸浮氣速為： 則選取氣流速度為7m/s （2）立式風(fēng)選機幾何參數(shù)的確定 關(guān)于風(fēng)力分選設(shè)備的設(shè)計計算

33、目前尚無成熟的方法可借鑒，對于立式分選設(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)計進行經(jīng)驗設(shè)計。 ①選則氣體速度 根據(jù)氣力輸送設(shè)計原則確定垂直段管長為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，故所選氣速相當(dāng)于氣體質(zhì)量流速 ②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=560 氣固比為 5.1.4滾筒篩分 滾筒篩分主要針對選擇性破碎機篩下物進行進一步分選，篩下物主要有廚余、玻璃、砂土。選擇篩孔為 篩上物主要為廚余 篩下物為砂土、玻璃 滾筒篩主要參數(shù)確定如下： （1）設(shè)計

34、篩體長度、篩體直徑，篩孔取，安裝傾角取4 （2）篩分效率和生產(chǎn)率。根據(jù)“垃圾分選機-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)做較大的翻動。滾筒篩臨界轉(zhuǎn)速為 根據(jù)實驗表明，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 ①料在篩體內(nèi)的停留時間 根據(jù)研究表明，當(dāng)篩分垃圾時，要得到75%以上的篩分效率，停留時間應(yīng)達到20-30s，甚至更長。所以去垃圾在滾筒篩內(nèi)停留時間為50s，則物料在篩體內(nèi)沿軸向運動的平均速度為

35、 ②滾筒篩有用功率 據(jù)資料推導(dǎo)，篩分機有用功率為 實際使用時的驅(qū)動電機功率還應(yīng)考慮機械傳動損失。 5.1.5輸送帶 在垃圾分選工藝中，帶式輸送機是主要的輸送設(shè)備，它連接各個分選設(shè)備。因此，各個分選設(shè)備段之間的輸送帶帶寬、帶長、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Ⅰ ①帶寬確定 輸送帶Ⅰ主要輸送從垃圾儲坑送來由輸送帶送至滾筒破碎機的垃圾，在這一段輸送帶上同時進行人工分選。故帶速不易選擇過快，選取帶速為。 由于垃圾的密度較小和較松散，一般用槽式膠帶輸送帶。膠帶輸送機的輸送能力由下式計算。 式中 Q-輸送能力 -物料在膠帶的截面積 -輸送帶

36、的運行速度 -物料的堆密度取0.25 c-傾斜系數(shù)。對于人工手選輸送帶取1. 選擇帶寬為1.2m ②電動機功率的計算 在確定膠帶輸送機的電動功率以前，首先要計算傳動滾筒的軸功率。轉(zhuǎn)動滾筒軸功率計算公式為： 膠面?zhèn)鲃訚L筒=0.90 因此電動機的功率為 故選用Y100L-2型三相異步電動機，額定功率為3.0KW。 （2）輸送帶Ⅱ ①帶寬的確定 輸送帶Ⅱ主要用于輸送有滾筒破碎機篩上物（主要紙張、布、皮制品、塑料、橡膠）至分選設(shè)備 帶寬取1.2m 電動機的功率為6Kw 故選用Y132M-4型電動機，額定功率為7.5Kw. (3)輸送帶Ⅲ ①

37、帶寬確定 輸送帶Ⅲ主要用于輸送自滾筒篩破碎機篩下物至滾筒篩。取帶速為1.5m/s，輸送傾角為，傾角系數(shù)為0.95，經(jīng)計算帶寬為1.2m ②電動機的功率為 故選用電動機型號為Y160M-4 額定功率為11KW。 5.2堆肥工藝條件控制 （1）關(guān)于堆肥中的有機物問題 ①堆肥原料進行預(yù)處理：通過破碎、篩分等工藝去掉其中的無機成分，使垃圾有機物含量提高到50%以上。 ②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 ③城市生活垃圾和污泥混合堆肥。 （2）堆肥過程中CN比控制 實踐證明：當(dāng)CN比為（25-35）：1時發(fā)酵過程最快。若CN比過低（低于20:1）微生

38、物的繁殖就會因為能量不足而受到抑制，導(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)致對作物生長產(chǎn)生不良影響。隨著堆肥發(fā)酵的進行，在整個堆肥過程中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： ① 溶解有機物，參與微生物的新陳代謝 ② 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，一般含水率按質(zhì)量計50%-60%為最佳。 （4）堆肥過程中溫度的控制

39、 在堆肥過程中，隨著微生物活動的加劇，微生物分解有機物所釋放的熱量大于堆肥的耗熱時，堆肥溫度就會上升。因此，溫升是微生物活動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℃.溫度過高會過度消耗有機質(zhì)，并降低堆肥產(chǎn)品質(zhì)量。為達到殺滅病原菌的效果，對于裝置式系統(tǒng)（反應(yīng)器系統(tǒng)）和強制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)，堆體內(nèi)部溫度大于55℃的時間必須達3d。對于條垛式系統(tǒng)，堆肥內(nèi)部溫度大于55℃的時間至少為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： ① 提供氧氣，以促進微生物的

40、發(fā)酵過程； ② 通過供氣量的控制，調(diào)節(jié)溫度 ③ 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： ① 自然擴散 ② 翻堆 ③ 被動通風(fēng) ④ 強制通風(fēng) （6）堆肥過程中pH值的控制 pH值是一項能對細菌環(huán)境做出估價的參數(shù)。在堆肥的微生物降解和發(fā)酵過程中，pH值隨著時間和溫度的變化而變化，因此p

41、H值也是揭示堆肥分解過程的一個極好標(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值都會對堆肥的效率產(chǎn)生影響。一般認(rèn)為pH值在7.5-8.5時，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，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)品所需要的時間。堆肥發(fā)酵周期的長短是評價堆肥工藝好壞的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。CN比、通風(fēng)量、溫度和

42、水分等是否處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)和翻堆來實現(xiàn)好氧堆肥工藝的全過程，因此，發(fā)酵周期需要2-3個月，有的甚至長達半年之久。而且前一些高效快速動態(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)酵時間僅需2-3d。堆肥產(chǎn)品達到穩(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)備是指堆肥物料進行生化反應(yīng)的反應(yīng)器裝置，是整個堆肥系統(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諾（Dano）式滾筒。這種發(fā)酵設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，可以采用較大粒度的物料，從而使預(yù)處理設(shè)備簡單化，因此具有相當(dāng)強的

43、生命力，在世界各國均廣泛使用。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，同時廢物被均勻地翻倒而與供入的空氣接觸達到與曝氣同樣的效果。物料在翻轉(zhuǎn)的同時在微生物的作用下進行發(fā)酵，而隨著螺旋板的撥動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，物料隨滾筒旋轉(zhuǎn)而不斷地塌落，以致新鮮空氣不斷進入，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

44、.5m～4.5m，長度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 /( m3.min)。若僅為一次發(fā)酵，時間只需36～48h；若全程發(fā)酵，需發(fā)酵時間為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，發(fā)酵過程中堆肥物的平均溫度為50～60℃，最高溫度可達70～80℃；當(dāng)以該裝置做一次發(fā)酵時，則平均溫度為35～45℃，最高溫度可達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)，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。其缺點在于堆肥過程中，原料滯留時間短，發(fā)酵不充分，裝置的密閉也

45、是個問題。此外，由于在發(fā)酵過程中，筒體不斷的旋轉(zhuǎn)，對物料進行重復(fù)切斷，所以物料易產(chǎn)生壓實現(xiàn)象，不能對原料進行充分通氣，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)計與計算 臥式堆肥發(fā)酵滾筒的直徑2.5～3.5m,長度20～30m,內(nèi)攪拌的旋轉(zhuǎn)速度0.2～3r/min為宜；通風(fēng)空氣溫度保持常溫，對24h連續(xù)操作的裝置，通風(fēng)量為0.1m3 /( m3.min)?？諝鈴耐驳某隽峡谶M入，并從進料口排出。如果發(fā)酵全過程都在此裝置中完成，停留時間應(yīng)為2～5d。筒內(nèi)廢物量一般不能超過筒容量的80％。當(dāng)以該裝置做全程發(fā)酵時，發(fā)酵過程中堆肥物的平均溫度為50～60℃，最高溫度可達70～80℃；當(dāng)以

46、該裝置做一次發(fā)酵時，則平均溫度為35～45℃，最高溫度可達60℃左右。 一次發(fā)酵主要參數(shù)：有機質(zhì)含量＞30％：含水率為30%；C/N比（30～35）：1；通風(fēng)量0.1～0.2m3/ m3,發(fā)酵周期2d；溫度控制50℃以上（最多不超過70℃）。 一次發(fā)酵最終指標(biāo)：無惡臭；發(fā)酵符合無害化標(biāo)準(zhǔn)；容積減容1/3左右；水分去除率8%左右；揮發(fā)性固體轉(zhuǎn)化率15%左右；C/N比20:1。 二次發(fā)酵主要參數(shù)：經(jīng)精分選體積減少約1/3；發(fā)酵周期10d；溫度回升至小于40℃。 二次發(fā)酵最終指標(biāo)：堆肥充分腐熟；含水率小于20%；C/N比小于20:1。 堆肥質(zhì)量指標(biāo)：符合無害化標(biāo)準(zhǔn)；含水率小于20%；PH值

47、7.5-8.5；全氮0.30%；速效氮0.04%；全磷0.1%；全鉀0.2%；無機物粒徑小于5mm。 經(jīng)過破碎和分選工藝，進入發(fā)酵倉的垃圾重量為約占垃圾總量的50%: Q= 每天垃圾對應(yīng)的體積為： 所需發(fā)酵倉總體積為： 取1個發(fā)酵倉，則每個發(fā)酵倉的體積為 取每個發(fā)酵倉的長度為30m，算的每個發(fā)酵倉的直徑為： 二次發(fā)酵所需發(fā)酵倉的總體積為： 二次發(fā)酵和一次發(fā)酵同尺寸類型的發(fā)酵倉，所需發(fā)酵倉的個數(shù)為 另設(shè)兩個備用 一共需要10個發(fā)酵倉. 六、效益分析 6.1社會效益 堆肥化我們可以把有機物轉(zhuǎn)化為有機肥料，這種有機肥料作為最終產(chǎn)物不僅穩(wěn)定，而且不危害環(huán)境

48、。 6.2經(jīng)濟效益 堆肥化產(chǎn)品，可以作為有機肥料出售，效益不錯。 6.3環(huán)境效益 有氧分解過程中產(chǎn)生的臭味會污染環(huán)境，但垃圾減量明顯。 七、小結(jié) 固體廢物處理與處置課程設(shè)計已經(jīng)進行了一周，直至今日基本完成，通過此次設(shè)計，使我增長了許多知識，加深了對所學(xué)知識的掌握和鞏固，明白了學(xué)習(xí)的重要性。在這次設(shè)計中我所學(xué)的知識得到了一定的實踐，本次設(shè)計對我來說是一次很好的鍛煉機會，相信對我以后的學(xué)習(xí)和工作也會有很大的幫助。 同時，在設(shè)計中也遇到了很多的困難，在老師和同學(xué)的幫助下已經(jīng)對自己的設(shè)計進行了修改，在此表示深深地感謝。但是由于缺少經(jīng)驗，設(shè)計書中還存在許多不

49、足之處，希望老師能夠批評指正。 參考文獻 【1】《垃圾處理處置技術(shù)及工程實例》，張益主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002。 【2】《城市生活垃圾處理工程》，屈超蜀等編著，重慶大學(xué)出版社，1994。 【3】《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)》，建設(shè)部科技發(fā)展司，中國建筑工業(yè)出版社，2004。 【4】《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)與管理手冊》，趙由才編著，化學(xué)工業(yè)出版社，1999。 【5】《環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南》，柴曉利等編著，化學(xué)工業(yè)出版社，2008. 【6】《城市垃圾處理工程》，李國建，趙愛華，張益等編著，北京：科學(xué)出版社，2003。 【7】《固體廢物處理與處置實踐教程》，寧平等編著，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005。 【8】《三廢處理工程技術(shù)手冊-固體廢物卷》，聶永豐編著，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000。 【9】《環(huán)境工程設(shè)計手冊-固體廢物卷》，李國鼎編著，北京：高教出版社，2003。 【10】《固體廢物處理技術(shù)及工程應(yīng)用》，楊慧芬編著，北京：機械工業(yè)出版社，2003。 精彩文檔