固廢課程設計堆肥.doc

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1、實用標準文案 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、設計任務要求………………………………………………………..6 2.1 采用的設計標注及規(guī)范…………………………………………………..7 2.2建設項目周圍環(huán)境概況……………………………………………………7 2.3 生活垃圾設計參數(shù)………………………………………………………...7 三、設計工藝流程……………………………………………………….7. 四、堆肥工藝的選擇…………………………………………………….8 4.1 預處理………………………………………………………………………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、主要設計計算………………………………………………………11 5.1 垃圾設備及分選設備選型…………………………………………………11 5.2堆肥工藝條件控制………………………………………………………….14 5.3 堆肥設備選型…………………………

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重的，所以我們必須高度重視，科學地使

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 滲瀝液處理設施事故狀態(tài)下可能，可采取事故狀態(tài)下的應急措施 通過焚燒，垃圾體積可減少80%-90%，殘渣安全填埋產(chǎn)生滲

12、瀝液處理設施事故狀態(tài)下可能，可采取事故狀態(tài)下的應急措施 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 設置填埋氣導排系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)，污染可能性較小 煙氣處理不當時，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，加快堆肥化學反應速率。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。 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，甚至使營養(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、 設計任務要求 2.1 采用的設計標準和規(guī)范 《生活垃圾堆肥廠評價標準》（CJJ/T172-2011） 本標準規(guī)定了對生活堆肥處理廠設計、建設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)測與控制設備》（CJ/T338-2010 本標準規(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)設備技術(shù)要求》 本標準規(guī)定了生活垃圾堆肥處理系統(tǒng)設備的

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)組成設備的設計、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） 本標準規(guī)定了生活垃圾堆肥原料、堆肥工藝、設備配置。環(huán)境保護及堆肥廠的設計、 《生活垃圾堆肥廠運行維護技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T86-2000，在修訂） 本標準規(guī)定了生活垃圾堆肥廠各設備、設施、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生活垃圾設計參數(shù) 設計

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，由風機將一次發(fā)酵產(chǎn)生的尾氣送入二次發(fā)酵倉風道，給二次發(fā)酵堆肥通風，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。現(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預處理 當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施。為提高后發(fā)酵效率，有時仍需進行翻堆或通風。 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置至少能容納6個月產(chǎn)量

30、的貯藏設施，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，防止閉氣受潮 五、主要設計計算 5.1垃圾破碎及分選設備選型 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、分選等預處理方法。 5.1.1人工分選 人工分選是在分類收集基礎上，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：應選擇齒錕式破碎機。 5.1.4風選 ①輕組分主要為紙張、布、塑料 風選設備：對本分選工藝，選用簡易立式風選設備 （1）氣流速度確定 風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）立式風選機幾何參數(shù)的確定 關(guān)于風力分選設備的設計計算

33、目前尚無成熟的方法可借鑒，對于立式分選設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計進行經(jīng)驗設計。 ①選則氣體速度 根據(jù)氣力輸送設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。設高壓端氣體密度為，故所選氣速相當于氣體質(zhì)量流速 ②估算氣固比 垃圾風選主要去除塑料及紙類，設其堆積密度為=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”航意標準（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，當篩分垃圾時，要得到75%以上的篩分效率，停留時間應達到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，篩分機有用功率為 實際使用時的驅(qū)動電機功率還應考慮機械傳動損失。 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備，它連接各個分選設備。因此，各個分選設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)（反應器系統(tǒng)）和強制通風靜態(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）通風供養(yǎng)的過程控制 通風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，加大通風量可以去除水分 在通風供養(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%。 好氧堆肥的通風方式如下： ① 自然擴散 ② 翻堆 ③ 被動通風 ④ 強制通風 （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志。適宜的pH值可使微生物有效發(fā)揮其應有的作用，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)。通常認為，當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，有時甚至會產(chǎn)生不良的后果。若pH過低，可以逐步增加通風來補救。 （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準。CN比、通風量、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，才能認為無害化的堆肥過程已經(jīng)結(jié)束。 5.3堆肥設備選型 堆肥發(fā)酵設備是指堆肥物料進行生化反應的反應器裝置，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)酵設備結(jié)構(gòu)簡單，可以采用較大粒度的物料，從而使預處理設備簡單化，因此具有相當強的

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)效率相當高，發(fā)達國家常采用它與立式堆肥發(fā)酵塔組合應用，可告訴完成發(fā)酵任務，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，導致產(chǎn)品不易均質(zhì)化，能耗也較高。 5.3.2發(fā)酵倉的設計與計算 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；通風空氣溫度保持常溫，對24h連續(xù)操作的裝置，通風量為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，停留時間應為2～5d。筒內(nèi)廢物量一般不能超過筒容量的80％。當以該裝置做全程發(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：無惡臭；發(fā)酵符合無害化標準；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：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：符合無害化標準；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計已經(jīng)進行了一周，直至今日基本完成，通過此次設計，使我增長了許多知識，加深了對所學知識的掌握和鞏固，明白了學習的重要性。在這次設計中我所學的知識得到了一定的實踐，本次設計對我來說是一次很好的鍛煉機會，相信對我以后的學習和工作也會有很大的幫助。 同時，在設計中也遇到了很多的困難，在老師和同學的幫助下已經(jīng)對自己的設計進行了修改，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，重慶大學出版社，1994。 【3】《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)》，建設部科技發(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，化學工業(yè)出版社，1999。 【5】《環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設計指南》，柴曉利等編著，化學工業(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：化學工業(yè)出版社，2000。 【9】《環(huán)境工程設計手冊-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)及工程應用》，楊慧芬編著，北京：機械工業(yè)出版社，2003。 精彩文檔