范文一:好氧堆肥和厌氧堆肥技术
用于处理城市生活垃圾的堆肥系统有许多种。按生物发酵的方式可分为好氧堆肥和厌氧堆肥。
1.好氧堆肥。好氧分解过程一般在有氧和有水的情况下产生,它的形成如下所示: 有机物质+好氧菌+氧气+水→二氧化碳+水(蒸气状态)+硝酸盐+硫酸盐+氧化物
这种反应过程无任何有害物质产生,尽管没有一种生物分解是无味的,但经过正确处理的好氧发酵所产生的气味很小。它与传统的卫生填埋相比,将厌氧消化过程由几年缩短到20天以内,好氧堆肥处理具有过程可控制、易操作、降解快、资源化效果好、可以处理混合垃圾、运行费用低等特点。根据堆肥供氧方式和物料流动形式,目前国外常用的生活垃圾堆肥系统可分为以下几类。
①自然通风静态堆肥。这是一种最简单的堆肥方式,就是将准备的物料在一块地上,堆高在2米左右,料堆形状一般是长条状,也可以结合场地条件堆成其他形状。这种堆肥方式与敞开式自然堆积很相似,料堆内部常处于受压状态,外面空气常常不能扩散到料堆内部而使其呈厌氧状态,异味大,发酵不够充分,发酵周期较长。
②强制通风静态堆肥。为克服自然通风静态堆肥堆体内经常出现的供氧不足的缺点,一般在料堆底部沿着长度方向设置通风管或通风槽,由高压根据堆体的发酵状况强制通风。由于通过控制鼓风量能够对堆体的需氧量和含水量实现一定程度的控制,其发酵周期比自然通风静态堆肥明显缩短。
③机械翻堆条形堆肥,条形堆肥就是采用机械方式把堆肥物料堆为长条形。料堆的截面为梯形状,高度一般为2米左右,宽度4米左右;料堆的长度根据场地确定。通过机械翻堆来促进料堆与空气的接触称为机械翻堆条形堆肥。
④密闭式机械化翻堆堆肥。该方式主要工艺流程是:混合垃圾处理后的可堆腐物进入专门的发酵车间,采用专用翻堆设备-翻堆机,翻转垃圾以利于垃圾的好氧发酵,充分好氧发酵后的垃圾再根据需要进行筛分处理。
2.厌氧堆肥。
有机垃圾厌氧堆肥是一种在厌氧状态下利用微生物使垃圾中的有机物快速转化为甲烷和氨的厌氧消化技术。厌氧过程一般在缺氧状态下产生,它的形成如下所示:
有机物质+厌氧菌+二氧化碳+水→气态甲烷(沼气)+氨+最后产物
厌氧分解后的产物中含许多喜热细菌并会对环境造成严重的污染。其中明显含有有机脂肪酸,乙醛,硫醇(酒味),硫化氢气体还夹杂着一些化合物及一些有害混合物。例如:硫化氢,它是一种非常活跃并能致人于死地的高浓度气体,它能很快地与一部分废弃的有机质结合形成黑色有异味的混合物。
范文二:好氧堆肥
好氧堆肥
一. 好氧堆肥
1.好氧堆肥的概念及原理 :
好氧堆肥原理:有氧条件下,利用堆料中好氧微生物的生命代谢作用—氧化、还原、合成等过程对有机固体废弃物(本研究主要是人体排泄物—粪便)进行生物降解和生物合成。其工艺主要流程可分为:前处理、主发酵、后发酵、后处理和贮存5个步骤。好氧堆肥有有机物降解速率快且彻底、腐熟时间短、无害化程度高、无中间产物和臭味、环境条件好和堆肥产品肥效高等优点,因此在城市生活垃圾处理中多优先选用好氧堆肥处理。
2.好氧堆肥发酵过程图:
堆肥有机物 + 氧气 + 释放能量转化为热
3. 好氧堆肥系统 :
根据各自的技术特点以及研究目的、方向和手段不同将好氧堆肥分为通气静态条形堆式、条形堆式和反应器式堆肥三类。目前在国内外普遍应用的是反应器式堆肥方式,因为该堆肥方式具有堆肥周期短,不受时间和空间限制等特点,容易实现工业化生产,环保效益较好,有较大的推广应用价值。
4. 好氧堆肥的影响因素及控制 :
好氧堆肥技术是将有机废物资源化和无害化的重要手段,并且得到广泛的应用,但是好氧堆肥是一个复杂的过程,在堆肥过程中受到诸多因素的影响。这些因素制约着反应条件,从而决定了微生物的活性,最终影响堆肥的速度与质量。影响堆肥过程的因素很多,其中主要因素有温度、颗粒度、pH、C/N、含水率、有机质含量、氧含量等。好氧堆肥中微生物的活性和有机物的降解率可以通过调控这些因素得到改变,从而达到优化堆肥的目的。
(1)温度
堆肥化过程中,堆料中微生物的活性受到温度重要影响。根据堆体温度的不同将堆肥分为高温堆肥、中温堆肥和自然堆肥,其实中温堆肥温度和自然堆肥温度比较接近。温度不宜过高,温度过高会过度消耗有机质,导致堆肥产品质量过低,甚至失去肥效。堆体温度应控制55-60℃时(即高温堆肥)比较好,不宜超过60℃。一般来讲高温堆肥比中温堆肥的效果要好一些,但也有许多堆肥综合能耗、实际可操作控制反应条件等其他因素选择中温堆肥,用远低于高温堆肥所需能量达到的堆肥效果略低于高温堆肥。
(2)通风
通风在好样堆肥过程中的作用有供氧、去除多余水分、散热及调节堆体温度,除此之外还可以控制堆体的温度和氧含量,因此通风被认为是堆肥系统中最重要的因素。合理的通风不仅可以提高堆肥产品质量,而且可以节省能耗;过高过低的通风速率都会对好氧堆肥过程造成不利影响:通风速率过低会造供氧不足而导致成堆体局部厌
氧,生成CO、CH4等有害气体并产生异臭味给周边环境带来危害;反之,过高的通风速率不仅造成通风损失过大,不利于维持堆体温度,而且会造成大量的氮素损失,减低堆肥产品的肥效,增加堆肥能耗。试验表明增大堆料孔隙率有利于提高通风供氧。
(3)C/N比
C/N比也是影响堆肥过程的一个重要因素C/N比过高过低都会影响堆体中微生物对有机质的降解作用。C/N比过高不利于堆肥过程中微生物的生长;C/N比过低,则堆肥产品会影响农作物生长,还会造成氮素损失加重。研究表明,一般在20/1到30/1之间比较适宜。城市垃圾作为堆肥原料时,最佳的C/N为(26~35 ):1。
(4)pH值
pH值是一个可以对微生物环境作为估价的参数,一般微生物最适宜的pH值为中性或弱碱性,适宜的pH值可使微生物高效的发挥作用,但pH值太高或太低都会使堆肥处理遇到困难。研究表明pH值在6-9之间时堆肥化得以顺利高效的进行。同样当堆料的pH值不在此范围时,可添加其他物料予以调节,如当pH<>
(5)水分
水分为微生物进行生命活动所必需的条件,无论什么堆肥系统,含水率均应不小于40%,不大于70%,最佳含水率应为50%~60%。含水率过低,微生物的代谢速率会降低,进而降解堆料的速率也降低;水分过高,则堵塞堆料中的空隙,影响通风,导致厌氧发酵,
减慢有机物的降解速度,延长堆肥时间。显而易见,水分对堆肥过程的影响也是不可忽视的。
5. 堆肥腐熟的概念及判定
堆肥腐熟是指经微生物作用后,堆料中的有机物腐化分解成为成分稳定、不再变化,而且堆肥产品施用于土壤后能改善土壤理化性质、增加农作物产量。直观的判定标准:不再进行激烈的分解。如成品的温度较低(感),呈茶褐色或黑色(视),不产生恶臭(嗅),手感松软而碎。为制定堆肥质量及评价装置的性能,必须有科学定量的判定标准。常见标准主要有物理、化学和工艺参数标准。
(1)物理参数评价指标:堆肥后期温度自然降低;不会再发出异臭味,而是发出令人愉快的泥土味,不会吸引蚊蝇;由于真菌的生长,堆肥内出现白色或灰白色菌丝;堆肥产品呈现均匀疏松的团粒结构;腐熟的堆料应为褐色或黑褐色;堆体体积比刚堆时缩小2/3~1/2。物理方法只是从感官上对堆料做出初步判断,难以进行定量分析。
(2)化学参数评价指标:作为腐熟度的判定标准的化学参数主要有:pH值、COD、Vs、C/N 等。
①pH值。pH值随堆肥化的进行而变化,可作为评价腐熟程度的一个指标。发酵初期 pH =6.5~7.5;腐熟的堆肥 pH=8~9。
②腐殖化系数,为30%左右。
③化学需氧量COD。腐熟后COD降低 85%,可信度良好。 ④ C/N。未腐熟(35~50):l,腐熟后(10~20):1。
(3)用工艺参数作为堆肥腐熟度判定标准:
①温度:在堆肥化过程中,堆料的温度会经历升温、高温到降温三个阶段,温度升高是因有机物分解释放能量所致。故可通过检测堆肥工艺过程的温度变化,来判断有机物降解及稳定化(或腐熟)情况。 ②耗氧速率:堆肥化过程中,好氧微生物分解有机物时消耗氧并产生CO2, O2的消耗或的CO2产生速率反映了有机物的分解程度和堆化的进行程度。因此,用好氧速率或CO2的生成速率可判断堆肥的腐熟程度。
(4)种子发芽指数(GI)
在众多评价堆肥腐熟程度的指标中,种子发芽指数是不受堆肥原料和操作方式影响的唯一指标。现有研究认为植物毒性与堆肥初期堆料的降解过程有关,完全消除这种植物毒性需要一定的时间,我们把所需这段时间称为腐熟期。通过观察加入堆肥产品后的植物种子芽情况,便能迅速准确测定堆肥产品里抑制植物生长物质的降解情况,因而,种子发芽指数是目前应用最广泛的评价堆肥腐熟程度的指标。Zucconi等报道,发芽指数大于50%就可以认为堆肥腐熟。Tiquia等认为,当GI达到80%以上时,堆肥中对植物产生抑制作用的物质己经完全消失。
6. 好氧堆肥与生态卫生厕所
好氧堆肥是有氧条件下,利用堆料中好氧微生物的生命代谢作用—合成、分。在好氧的条件下堆肥时有机物降解速率快且彻底、腐熟时间短、无害化程度高、无中间产物和臭味、环境条件好以及堆肥产品肥
效高。 近年来,不同专业领域的研究人员从好氧堆肥处理的病原微生物灭活及其健康安全风险评价、好氧堆肥的有机物生化降解机理、好氧堆肥动力学和好氧堆肥处理过程相关微生物群落及其演替特点等方面对好氧堆肥做了许多新的深度研究,使得好氧堆肥技术能得到更加成熟、安全的应用,其在生态厕所方面的应用就是一个典范。 生态厕所是以减少水消耗为特点,达到污染物自净和资源循环使用,实现粪便的无害化和资源化处理,达到零排放,在使用和运行过程中不产生对环境有害物质,不会造成环境污染。生态厕所的特征是以生态原理为指导,符合可持续发展基本原理,并能经济运行。好氧堆肥在粪便处理中的应用生态厕所的研究(主要是在免水冲厕所)已成为近几年国内外研究的热点之一,并已取得不少成果。 免水冲卫生厕所的核心是安装了一个生化反应器,其本质是一种好氧堆肥反应器,反应器中有可定期补充的生物填料。与传统的厕所相比,它既不浪费水资源,也不需要下水道系统,同时产物还可用作有机肥,由于锯末抗磨损和难降解,生态厕所可以长期使用,甚至一年以上才更换一次。 好氧堆肥技术在生态厕所中的应用还有能有效保持氮磷营养元素不被分解流失,保持了堆肥产品的肥效和使用价值;能有效灭活粪便中粪大肠杆菌等病原微生物,安全、卫生、无健康风险。通过外部控制,生态卫生设备可根据具体需要,保证反应器内温度均一,维持在50%~60%之间,达到所需要的堆肥条件,缩短堆肥化的时间。由于具有节水、源头控制人粪便污染、灭菌和扩大厕所应用范围提高生活水平等优点,生态卫生设备正日益受到人们的青睐和逐步推广,这必
将引起厕所的一场革命,给环境也将带来重大而深远的影响。 正是由于生态卫生厕所具有如此多的优点,使得其在在一些国家和地区的风景园林、旅游景点、会展集会场所、城市公厕 、地震灾害应急场所、甚至家庭厕所等都让商品化的生态厕所发挥了重要作用。生态厕所也还存在诸多问题,如理论研究还不够深入和完善,对重金属的累积效果、排气以及臭味污染控制、微污染物如抗生素和激素以及农药等处理效果、顽固病原微生物等的灭活效果的研究,尤其是氮损失及其堆肥过程氮元素迁移转化过程及其形态变化等的研究还不够深入,有待进一步加强;另外,粪尿中含有大量的有机物、恶臭及致病微生物,如何通过环境工程等手段,使这些污染物得到妥善处理,最终将粪便无害化,排入周围环境,完全不对环境造成破坏这些都需要我们进一步完善。
范文三:好氧堆肥工艺
静态好氧堆肥处理城市垃圾
好氧堆肥的原理:
好氧堆肥是在有氧条件下,好氧细菌对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动,把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物,同时释放出可供微生物生长活动所需的能量,而另一部分有机物则被合成新的细胞质,使微生物不断生长繁忙殖,产生出更多的生物体的过程。在有机物生化降解的同时,伴有热量产生,因堆肥工艺中该热能不会全部散发到环境中,就必然造成堆肥物料的温度升高,这样就会使一些不耐高温的微生物死亡,耐高温的细菌快速繁殖。生态动力学表明,好氧分解中发挥主要作用的是菌体硕大、性能活泼的嗜热细菌群。该菌群在大量氧分子存在下将有机物氧化分解,同时释放出大量的能量。据此好氧堆肥过程应伴随着两次升温,将其分成三个阶段:起始阶段、高温阶段和熟化阶段。堆肥过程的影响因素包括:生物挥发性固体、通风供氧、水分、温度、碳氮比等。通常要经过物料预处理、一次发酵、二次发酵和后处理过程。 1堆肥的过程参数
堆肥化过程是复杂的。物料经混匀后,受营养平衡、水分含量和物理结构等的影响。工艺过程中要控制的各种参数,就是那些对堆肥过程有影响的物理、化学和生物因素。它们决定微生物活动的程度,从而影响堆肥的速度与质量。
1.1水分含量
在堆肥过程中,水分是一个重要的物理因素。水分含量是指整个堆体的含水量。水分的主要作用在于:(1)溶解有机物,参与微生物的新陈代谢;(2)水分蒸发时带走热量,起调节堆肥温度的作用。水分的多少,直接影响好氧堆肥反应速度的快慢,影响堆肥的质量,甚至关系到好氧堆肥工艺的成败,因此,水分的控制十分重要。在堆肥期间,如果水分含量低于10%~15%,细菌的代谢作用会普遍停止;含水量太高,会使堆体内自由空间少,通气性差,形成微生物发酵的厌氧状态,产生臭味,减慢降解速度,延长堆腐时间。
大量的研究结果表明,堆肥的起始含水率一般为50%~60%。在堆肥的后熟期阶段,堆体的湿度也应保持在一定的水平,以利于细菌和放线菌的生长而加快后熟,同时减少灰尘污染。
1.2通气量
供气是好氧堆肥成功的重要因素之一。供气的作用主要有三个方面。(1)为堆体内的微生物提供氧气。如果堆体内的氧气含量不足,微生物处于厌氧状态,使降解速度减缓,产生h2s 等臭气,同时使堆体温度下降。(2)调节温度。堆肥需要微生物反应而产生的高温,但是,对于快速堆肥来讲,必须避免长时间的高温,温度控制的问题就要靠强制通风来解决。(3)散除水分。污泥堆肥的一个目的是降低其水分含量。在堆肥的前期,通气主要是提供微生物o2以降解有机物,在堆肥的后期,则应加大通气量,以冷却堆肥及带走水分,达到堆肥体积、重量减少的目的。
通气可以采取鼓风或抽气方式,两种方式各有利弊:抽气的优势在于可将堆体中的废气在排入大气前统一进行处理,减少二次污染;鼓风的优势是利于水分及热量散失。最好的办法是在堆肥的前期采用抽气方式以处理产生的臭气,在堆肥后期采用鼓风方式以利于减少水分。
1.3有机质含量
有机物是微生物赖以生存和繁殖的重要因素。堆肥反应的特性是它需要一个合适的有机物范围。大量的研究工作表明,在高温好氧堆肥中,适合堆肥的有机物含量范围为20%~80%。当有机物含量低于20%时,堆肥过程产生的热量不足以提高堆层的温度而达到堆肥的无害化,也不利于堆体中高温分解微生物的繁殖,无法提高堆体中微生物的活性,最后导致堆肥工艺的失败。当堆体有机物含量高于80%时,由于高含量的有机物在堆肥过程中对氧气的需求很大,而实际供气量难以达到要求,往往使堆体中达不到好氧状态而产生恶臭,也不能使好氧堆肥顺利进行。有研究者曾用城市垃圾和污泥混合堆肥,这样既可以利用垃圾提高堆体中的孔隙率,又可以利用污泥提高堆体中的有机质含量,同时为垃圾和污泥___现代城市的两大问题找到出路。
2.4c/n比
c/n比是堆肥原料与填充料混合物的c/n比。微生物生长需要碳源,蛋白质合成需要氮源,微生物合成一份蛋白质大约需要30份碳,对于堆肥来讲,c/n比为30看起来是理想的。
c/n比低、特别是当ph 值和温度高时,使废弃物中的氮以nh3的形成挥发损失,散发出臭味。用c/n比低的原料(15.7∶1) 进行堆肥实验,结果是微生物对
有机物的生物氧化过程中显示了严重的氮素损失。但是,当c/n比高于35时,微生物必须经过多次生命循环,氧化掉过量的碳,直到达到一个合适的c/n比供其进行新陈代谢,因而c/n比高会降低降解速度。
1.5ph 值
在堆肥过程中,ph 值是一个重要的因素。一般来讲,ph 值在3~12之间都可以进行堆肥。但是有研究发现,在堆肥初期堆体的ph 值降低,低的ph 值有时会严重地抑制堆肥反应的进行。在堆腐垃圾时,ph 值控制在8左右可以显著提高堆肥初期的反应速度,可以极大地缩短堆肥达到高温所要求的时间,可以避免由于堆肥反应延缓所造成的臭味问题,但当ph 值控制在5时,葡萄糖和蛋白质的降解停止。污泥堆肥的ph 值范围一般应在6~9之间最为合适。
1.6温度
温度是堆肥系统微生物活动的反映,是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素。堆肥中微生物分解有机物而释放出热量,这些热量使堆肥温度上升。堆肥初期,堆层基本呈中温,嗜温菌较为活跃,大量繁殖。它们在利用有机物的过程中,有一部分转化成热量,堆层温度不断上升,1~2天后可以达到50~60℃。在这个温度下,嗜温菌生长受到抑制,大量死亡,而嗜热菌的繁殖进入激发状态(见表1)。嗜热菌的大量繁殖和温度的明显提高,使堆肥发酵直接由中温进入高温,并在高温度范围内稳定一段时间。正是在这一温度范围内,堆肥中的寄生虫和病原菌被杀死。
表1堆肥温度与微生物生长关系
渠道式垃圾好氧堆肥就是将垃圾在混凝土渠道中进行好氧发酵,通过翻推机的翻推和最终垃圾熟化,从而产生废料的过程。
理
去除粗大物,回收有用物质 去除粒径大的垃圾,进行填埋处通
风处理防止臭气
找出大于40mm 的物料填埋或焚烧
大于20mm 小于40mm 的物料
一次发酵发应方程式:CsHtNuOr. aH2O+bO2 —CwHxNyOz. eH2O+dH2O+eH2O+gNH3 +Q
二次发酵反应方程式:(C6H10O5)n—n(C6H12O6)n(C6H10O6) +6nO2 —6nCO2 +5nH2O+Q
前处理~主发酵~后发酵~后处理~贮存。原料的预处理:包括分选、破碎以及含水率及碳氮比的调整。首先去除废物中的金属、玻璃、塑料和木材等杂质,并破碎到40毫米左右的粒度,然后选择堆肥原料进行配料,以便调整水分和碳氮比,可以使用纯垃圾,垃圾和粪便之比为7:3或者垃圾与污泥之比为7:3进行混合堆肥。原料的发酵阶段:我国大都采用一次发酵方式,周期长达30天,目前采用二次发酵方式,周期一般用20天,一次发酵是好氧堆肥的中温与高温两个阶段的微生物代谢过程,具体从发酵开始,经中温、高温然后到达温度开始下降的整个过程,一般需要10—12天,高温阶段持续时间较长。二次发酵指物料经过一次发酵后,还有一部分易分解和大量难分解的有机物存在,需将其送到后发酵室,堆成1—2米高的堆垛进行二次发酵并腐熟。当温度稳定在40℃左右时即达腐熟,一般需20—30天。后处理阶段:是对发酵熟化的堆肥进行处理,进一步去除堆肥中前处理过程中没有去除的杂质和进行必要的破碎过程、经处理后得到的精制堆肥含水在30%左右,碳氮比为15—20。贮存阶段:贮存是指堆肥处理前必须加以堆存管理,一般可直接存放,也可装袋存放。但贮存时要注意保持干燥通风,防止闭气受潮。分为三个过程:起始阶段、高温阶段、熟化阶段。堆肥过程影响因素有:供氧量要适当,实际所需空气量应为理论空气量的2—10倍;含水量在50%-60%为宜,55%最理想,此时微生物分解速度最快,水的作用有二:一是溶解有机物,参与微生物的新陈代谢,二是调节堆肥温度,温度过高时通过水分的蒸发,带周一部分热量;碳氮比要适当,一般认为城市垃圾为20—35之间;碳磷比为75—150;PH 值,当有机污泥做堆肥原料时,需要进行PH 调整,堆肥过程开始时,由于酸性菌作用,
PH 为5.5—6.0,堆肥结束后,PH 为8.5—9.0。
主要的设备有:磁选机,BJD 型普通锤式破碎机,振动格筛,低温破碎机。
腐熟堆肥的评价:堆肥腐熟度评价是保证城市固体废物达到无害化处理的必要环节, 目的是评价堆肥产品是否熟化, 以确定其能否安全应用于农业生产。用于腐熟度的评价的指标和方法有物理方法、化学方法、微生物活、酶学分析以及植物毒 性的简便的有温度、固相CPN 值、液相CPN 值、NH4+N含量等。堆肥后熟阶段温
度明显下降, 当堆体温度趋于环境温度时堆肥已经腐熟化, 且熟化堆肥应是无恶 臭味呈均匀褐色的疏松团粒结构。固相CPN 值是最常用的堆肥腐熟度评价方法之
一.CPN 值从开始25:1~30:1减至20:1以下时堆肥达到熟腐。由于微生物的分 解作用, 有机氮随温度上升不断分解释放出大量NH3,pH 快速上升并在堆肥开始 3~5d 内达到最大值, 之后随NH3 量逐渐减少而pH 值下降。
范文四:好氧堆肥和厌氧发酵
好氧堆肥工艺:污泥与垃圾堆肥处理技术的应用
甘肃省××市污水处理厂日处理污水3.0×104米3,污泥产量约18吨/日,含水率75%,运往垃圾处理厂进行混合堆肥生产。垃圾处理厂规模为200吨/日,混合堆肥生产规模50吨/日,每天收集的垃圾一部分用于堆肥。
1. 工艺流程图
2. 工艺说明
污泥与垃圾的混合物料,可通过前处理、好氧高温发酵、厌氧中温发酵、后处理等过程,获得熟化混合堆肥,用做化肥。
2.1垃圾与污泥的前处理
(1)混合物料中污泥与垃圾数量的确定
按照污泥与垃圾的重量比3:7,处理18吨污泥需要的垃圾量为41吨,则混合物料总重为59吨。在堆肥的过程中,由于温度升高,水分蒸发等因素的影响,重量减少率在20~30%之间,故要达到混合堆肥50吨/日,物料总重约为65吨(污泥量18吨、含水率75%;垃圾量47吨、含水率35%),混合物料含水率46%。
(2)污泥与垃圾前处理主要设备
收集到垃圾处理厂的城市垃圾先堆放在干化场风干1~2天(如果垃圾含水率在30~35%左右时,也可取消这一过程),由机械铲车将干化后的垃圾堆放到垃圾斗,通过板式给料机(一台、规格10T/h、功率5.0千瓦),连续均匀地输送到磁选机(一台、功率4.0千瓦),分选出的废金属回收,经磁选后的垃圾由皮带输送机(一台、规格10T/h、功率5.0千瓦)送到垃圾滚筒筛(一台、规格10T /h 、功率7.5千瓦),将大颗粒物料(≥¢50mm )选出,经消毒后卫生填埋。小于¢50mm 的颗粒垃圾用皮带输送机(一台、规格10T/h、功率5.0
千瓦)送到破碎机(一台、规格10T /h 、功率15千瓦),破碎后的垃圾颗粒直径为10~15mm ,再由皮带输送机(一台、规格10T /h 、功率5.0千瓦)送到滚筒混合机(一台、规格15T/h、功率10.0千瓦)。城市污水处理厂运来的污泥堆放到污泥斗,由板式给料机(一台、规格5T/h、功率5.0千瓦)输送到滚筒混合机,与垃圾混合均匀。
2.2好氧高温发酵
混合均匀的物料用皮带输送机(一台、规格10T /h 、功率5.0千瓦)送到达诺(Dano )式滚筒(三台、规格:¢1800mm 、长度36米、功率45.0千瓦),连续运行72~96小时后,送往堆场。达诺式滚筒内物料的充满度为80%,配离心式鼓风机(二台、一用一备、风量20m3/min ,风压350Kpa )供氧和通风,供氧量以5.0m3空气/m3堆肥h 计算。
2.3厌氧中温发酵
经达诺式滚筒发酵后的物料用皮带输送机(一台、规格10T/h、功率5.0千瓦)送到堆场,进行厌氧中温发酵,周期25天。每天一堆,其尺寸为:长×宽×高=7.0×7.0×1.5m3,堆场总面积约1600m2,长宽各取40m 。
2.4混合堆肥的后处理
后处理的目的是对堆肥进一步加工,使之成为粒状产品,以供市场的需要。
主要设备:皮带输送机(一台、规格10T /h 、功率5.0千瓦)、滚筒筛(一台、规格10T /h 、功率7.5千瓦)、造粒机(一台、规格10T /h 、功率22.0千瓦)、烘干机(一台、规格10T /h 、功率18.0千瓦)、冷却机(一台、规格10T/h、功率15.0千瓦)、自动包装机(ZCS50?1型)
3. 发酵设备
达诺(Dano )式滚筒,主体设备为一个倾斜式的回转窑(滚筒)。加入料斗的物料经过料斗底部的板式给料机和一号皮带输送机送到磁选机去除金属物质,由给料机供给低速旋转的发酵仓,在发酵仓内,物料随转筒的连续旋转而不断被提升,而后又借助自重下落,如此反复,物料被均匀翻到而与供给的空气接触,并借助微生物作用进行发酵,筛下物经去除玻璃后便成为堆肥。发酵过程中产生的废气则通过转筒上端的出口向外排放。
4. 主要技术参数
污泥与垃圾混合重量之比3:7,混合物料容重700~900Kg /m3,最佳含水率45~50%;污泥含水率70~80%,C :N=(10~20):1;垃圾含水率30
厌氧发酵工艺:某工厂农作物秸秆厌氧发酵处理
1. 工艺流程图
2. 工艺说明
该工艺是将农作物秸秆, 禽畜粪便等有机物采用厌氧发酵技术进行资源化处理方法,是将收集的农作物秸秆切碎成不大于5cm 长的小段,并将粪便有机物一起送入预处理系统,加入农作物秸秆重量2.5-3倍水搅拌混合成浆料;将浆料加热到37±2℃,调节ph 值至
6.5-7.5,用水将浆料中的含固量至9.6-10.4%,然后将浆料送入厌氧发酵罐进行发酵(温度37±2℃,时间16-24天),最后交发酵液进行固液分离,得到的固形物料经堆肥,制成有机肥。发酵液分离出的液体即沼液可用于农业和园艺灌溉,产生的沼气经脱硫处理后作为能源使用。
3.有关设备
农作物的除沙、搅拌、浆料的制备及调配采用的厌氧消化与处理一提装置,它将厌氧消化前所需等进行的全部预处理过程在一个一体化装置中完成。改装置包括有机废弃物出理想和自动监控箱两部分,其中预处理箱内安装有搅拌装置、渣浆机、除沙装置、加热装置及温度遥感器和ph 探测传感器;控制箱内安装有搅拌装置驱动调节电机、渣滤机、沼气锅炉、plc 控制箱及控制计算机;温度探测传感器、ph 值探测传感器对待发酵的混合物进行在线监测,并将数据送至中央计算机,经过专用软件对这些数据进行处理、运算与优化后,经plc
控制相关设备启动、停止,从容答道调整、稳定这参数的目的。
农作物秸秆段碎由物料输入预处理箱,由搅拌器搅拌使其充分均匀,并有加热设备对物料进行均匀加热;渣浆机与预处理箱想通,可循环往复将混合料磨碎,便于降解;脱沙装置将沙砾等固体杂质分离输出;控制箱内的调速电机保证搅拌器俺需要进行搅拌,沼气锅炉则利用发酵产生的沼气加热循环水,再通过加热交换器对物料进行加热,摆正预处理箱里混合物对温度的要求。
4. 发酵设备-厌氧发酵罐
厌氧发酵罐采用弹性软顶厌氧发酵罐,软顶采用高质量的EPDM 橡胶制成,发酵罐体的壁设计成复合保温层,即由外向依次包括隔离层、保温层、混凝土结构层;罐底由外向内一次为土壤层保温层;关体内壁及罐底均设置有供热管组。为了使发酵罐内发酵混合物的温度可控,在罐内安装有温度探测器,随时反馈发酵罐内发酵混合物温度,并根据工艺需要,有发酵罐外部的控制系统控制供热管组的供热与否,以及时调节发酵罐内的温度。
在罐的中间装有一个摇臂式搅拌器,对浆料搅拌均匀,使厌氧发酵罐中的垃圾物料连续不断的进行完全充分的混合,它可有效的避免垃圾混合液在反应罐中形成沉积物板结,以保证发酵过程充分有效。
弹性软顶厌氧发酵罐上部一侧安装了沼气压力调节装置,该装置是一个试管式压力平衡容器,压力平衡容器内有重力平衡体,该重力平衡体的尾端通过拉绳连接到有发酵罐的软顶上。在压力平衡器的侧下部有只管,该通管的端部分叉成两个连通的二级支管。使用时,将其中一个二级支管安装到发酵罐的沼气输出管道上,另一个二级支管安装到沼气收集装置的沼气输入口;将重力平衡尾端的拉绳连接到发酵罐的弹性软顶,并向压力平衡容器内注入适量的液体介质,发酵罐中产生的沼气量的变化,通过拉绳是重力平衡体系在压力平衡容器内上下移动,引起压力平衡容器的变化,从而控制发酵罐的沼气输出管道和沼气收集装置的沼气输入管道开通或隔断,最终实现了发酵罐内产生的沼气自动控制输出。
5. 产物利用
输入厌氧发酵罐的有机物经发酵,浆料中80%有机物分解成沼气,收集后经脱硫处理作为能源使用。其他20%的有机物在混合液中,这些混合液从发酵罐中经管道送出,向其中加入絮凝剂聚丙酰胺,絮凝剂加入量为3.5-4.0kg/吨。然后由泵输送进入固液分离装置进行高速离心分离,重相的固形物料中含有有利于农作物生长的元素如N 、P 、K 、等,可送入下一个工序进行控氧堆肥,生产有机化肥。轻相的液体则输送到预处理系统中循环利用,最后多余的废水即沼液可用于农业和园艺灌溉。
范文五:好氧堆肥固废课设
沈阳化工大学科亚学院
《 固体废物处理与处置控制工程 》
课程设计
题 目: 某北方地区生活垃圾堆肥
院 系: 环境生物工程
专 业: 环境工程
班 级: 环境工程1101班
学生姓名: 代秀娟
指导教师: 牛超
2015年4月8日
目录
引言 .................................................................................................................................................. 3
一设计的任务与目的 . ...................................................................................................................... 4
二设计资料....................................................................................................................................... 5
2.1选择水平(卧式) 发酵滚筒.................................................................................................. 5
2.2主要设计参数 .................................................................................................................... 6
2.2.1一次发酵主要参数 . ............................................................................................... 6
2.2.2一次发酵最终指标 . ............................................................................................... 6
2.2.3二次发酵主要参数 . ............................................................................................... 6
2.2.4堆肥质量指标 . ....................................................................................................... 6
三堆肥工艺....................................................................................................................................... 7
四工艺的选择 . .................................................................................................................................. 7
4.1好氧堆肥工艺原理 ............................................................................................................ 7
4.2好氧堆肥工艺流程 ............................................................................................................ 8
4.2.1预处理 . ................................................................................................................... 9
4.2.2主发酵(一次发酵) . ......................................................................................... 10
4.2.3后发酵(二次发酵) . ......................................................................................... 10
4.2.4后处理 . ................................................................................................................. 11
4.2.5脱臭 . ..................................................................................................................... 11
4.2.6贮存 . ..................................................................................................................... 12
4.3堆肥化设备 . ..................................................................................................................... 13
4.3.1发酵设备 . ............................................................................................................. 14
五理论计算..................................................................................................................................... 15
5.1垃圾,桔梗,禽畜粪便的产量计算 . ..................................................................................... 15
5.2堆肥产量的计算 .............................................................................................................. 15
5.3设计计算过程 .................................................................................................................. 15
六结语 ............................................................................................................................................ 16
七参考文献..................................................................................................................................... 16
引言
我国的?固体废物污染环境防治法?将固体废物分为城市生活垃圾、工业固体废物和危险废物三类进行管理。
城市垃圾又称为城市固体废物。?固体废物污染环境防治法?定义城市生活垃圾为“在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物,以及被法律、行政法规视作城市生活垃圾的固体废物”。根据目前我国环卫部门的工作范围,城市生活垃圾应该包括:居民生活垃圾、园林废物、机关单位排放的办公垃圾等。此外,在实际收集到的城市生活垃圾中,还可能包括部分小型企业产生的工业固体废物和少量危险废物(如废打火机、废油漆、废电池、废日光灯管等)。城市生活垃圾主要特点是成分复杂,有机物含量高。影响城市生活垃圾成分的主要因素有居民生活水平、生活习惯、季节、气候等。
固体废物,特别是有害固体废物,如处理、处置不当,其中的有害物质可以通过环境介质--大气、土壤、地表或地下水体进入生态系统形成污染,对人体产生危害,同时破坏生态环境,导致不可逆生态变化。
(1)对土壤环境的影响:固体废物不加利用,任意露天堆放,不但占用一定的土地,导致可利用土地资源减少,而且如填埋处理不当,不进行严密的场地工程处理和填埋后的科学管理,容易污染土壤环境。
(2)对水体环境的影响:固体废物可随地表径流进入河流湖泊,或随风迁徙落入水体,从而将有害物质带入水体,杀死水中生物,污染人类饮用水水源,危害人体健康;固体废物产生的渗滤液危害很大,它可进入土壤污染地下水,或直接流入河流、湖泊或海洋,造成水资源的水质型短缺。
(3)对大气环境的影响:堆放的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬,进入大气并扩散到很远的地方;一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下还可发生生物降解,释放出沼气,在一定程度上消耗其上层空间的氧气,使植物衰败;有毒有害废物还可发生化学反应生成有毒气体,扩散到大气中危害人体健康。
随着城市人口的增加、城市规模的扩大和居民生活水平的提高,我国的城市垃圾产生量也急剧增加,到1995年止,全国城市垃圾的年清运量已经超过1.0亿吨,并以每年8%~10%的速度持续递增,折合成人均日产垃圾量已超过1.0
㎏,接近工业发达国家水平。从另一方面看,我国的固体废物管理和处理处置工作起步较晚,与水污染控制和大气污染控制相比,其对环境的污染控制问题在相当一段时间内没有得到应有的重视,存在着管理法规不健全、资金投入不足、缺少成套的处理处置技术以及足够数量的管理和技术人才等问题。在现有处理处置技术中,普遍技术水平低,远远不能满足固体废物污染控制的需要。
城市垃圾已成为人们不能不认真对待的一个紧迫问题,需根据中国城市生活垃圾的特点和具体国情,在吸收发达国家经验的同时,我国必须积极寻求适合中国特点的垃圾处理方式,积极研究开发和引进高效、实用的城市垃圾资源化利用技术和设备。
堆肥是城市生活垃圾处理的四大技术之一。城市生活垃圾进行堆肥处理,将其中的有机可腐物转化为土壤可接受的且迫切需要的有机营养土或腐殖质。这种腐殖质与黏土结合就形成了稳定的黏土腐殖质复合体,不仅能有效的解决城市生活垃圾的出路,解决环境污染和垃圾无害化问题,同时也为农业生产提供了实用的腐殖土,从而维持了自然界的良性物质循环。
固体废物的堆肥化处理,不仅可以实现固体废物的减量化和无害化,而且还可以实现固体废物的资源化利用,它是处理生活垃圾的一种常用方法,可以实现生活垃圾的稳定化和无害化,减重减容50%;有机物质转化成物质和能源(沼气、葡萄糖、微生物蛋白质);使生活垃圾中的可用组分尽快进入自然循环。
生活垃圾、有机污泥、人和禽畜粪便以及农林废物等都含有堆肥微生物所需要的各种基质—碳水化合物、脂类、蛋白质,因而是常用的堆肥原料。在生活垃圾中,不可堆腐的物质较多,需通过预处理,适当排除,才能用于堆肥原料。 一设计的任务与目的
任务:某北方生活垃圾堆肥
目的:城市生活垃圾进行堆肥处理,将其中的有机可腐物转化为土壤可接受的且迫切需要的有机营养土或腐殖质。这种腐殖质与黏土结合就形成了稳定的黏土腐殖质复合体,不仅能有效的解决城市生活垃圾的出路,解决环境污染和垃圾无害化问题,同时也为农业生产提供了实用的腐殖土,从而维持了自然界的良性物质循环。
固体废物的堆肥化处理,不仅可以实现固体废物的减量化和无害化,而且还可以实现固体废物的资源化利用,它是处理生活垃圾的一种常用方法,可以实现生活垃圾的稳定化和无害化,减重减容50%;有机物质转化成物质和能源(沼气、葡萄糖、微生物蛋白质);使生活垃圾中的可用组分尽快进入自然循环。 二设计资料
地城差异:无机物的比重北方多于南方,有机物的比重南方多于北方。原因:北方冬季气温低,需要燃煤取暖,产生大量煤灰等;南方水热条件好,蔬菜种类多、产量大,产生的菜叶等生活垃圾多。
本次课程设计采用好养堆肥工艺。目前好养堆肥处理的物料主要有:(1)垃圾;(2)桔梗;(3)禽畜粪便
2.1选择水平(卧式) 发酵滚筒
水平(卧式)发酵滚筒有多种形式,其中典型形式为著名的达诺(Dano )式滚筒。这种发酵设备结构简单,可以采用较大粒度的物料,从而使预处理设备简单化,因此具有相当强的生命力,在世界各国均广泛使用。在卧式堆肥发酵滚筒装置中,废物在筒体内表面的摩擦力作用下,沿旋转方向提升,同时借助自重落下,通过如此反复升高、跌落,可充分地调整物料的温度、水分,同时废物被均匀地翻倒而与供入的空气接触达到与曝气同样的效果。物料在翻转的同时在微生物的作用下进行发酵,而随着螺旋板的拨动以及由于筒体倾斜的原因,滚筒中的旋转物料又不断由入口端向出口端移动,物料随滚筒旋转而不断地塌落,以致新鲜空气不断进入,臭气不断被抽走,充分保证了微生物好氧分解的条件。最后经双层金属网筛的分选,得到一次发酵的粗堆肥。所以,这种装置可以自动稳定地供料、传送,并且排出堆肥物。
该装置的主要参数为:滚筒直径2.5m ~4.5m ,长度20~40m ;内搅拌的旋转速度0.2~3r/min。
通常为常温24h 连续操作,通风量为0.1m 3 /( m3.min) 。若仅为一次发酵,时间只需36~48h ;若全程发酵,需发酵时间为2~5d 。筒填充率:筒内废物量/
筒容量≤80%。当以该装置做全程发酵时,发酵过程中堆肥物的平均温度为50~60℃,最高温度可达70~80℃;当以该装置做一次发酵时,则平均温度为35~45℃,最高温度可达60℃左右。
卧式堆肥发酵滚筒的生产效率相当高,发达国家常采用它与立式堆肥发酵塔组合应用,可告诉完成发酵任务,实现自动化生产。其缺点在于堆肥过程中,原料滞留时间短,发酵不充分,装置的密闭也是个问题。此外,由于在发酵过程中,筒体不断的旋转,对物料进行重复切断,所以物料易产生压实现象,不能对原料进行充分通气,导致产品不易均质化,能耗也较高。
2.2主要设计参数
卧式堆肥发酵滚筒的直径2.5~3.5m, 长度20~30m, 内搅拌的旋转速度0.2~3r/min为宜;通风空气温度保持常温,对24h 连续操作的装置,通风量为0.1m 3 /( m3.min) 。空气从筒的出料口进入,并从进料口排出。如果发酵全过程都在此装置中完成,停留时间应为2~5d 。筒内废物量一般不能超过筒容量的80%。当以该装置做全程发酵时,发酵过程中堆肥物的平均温度为50~60℃,最高温度可达70~80℃;当以该装置做一次发酵时,则平均温度为35~45℃,最高温度可达60℃左右。
2.2.1一次发酵主要参数
有机质含量>30%:含水率为30%;C/N比(30~35):1;通风量0.1~0.2m 3/ m 3, 发酵周期2d ;温度控制50℃以上(最多不超过70℃)。
2.2.2一次发酵最终指标
无恶臭;发酵符合无害化标准;容积减容1/3左右;水分去除率8%左右;挥发性固体转化率15%左右;C/N比20:1。
2.2.3二次发酵主要参数
经精分选体积减少约1/3;发酵周期10d ;温度回升至小于40℃。二次发酵最终指标:堆肥充分腐熟;含水率小于20%;C/N比小于20:1。
2.2.4堆肥质量指标
符合无害化标准;含水率小于20%;PH 值7.5-8.5;全氮0.30%;速效氮0.04%;全磷0.1%;全钾0.2%;无机物粒径小于5mm 。
三堆肥工艺
堆肥法是一种古老的微生物处理有机固体废物的方法,俗称“堆肥”。农村将秸秆、落叶和禽畜粪便及尿等一起用土坑堆积,依靠现存其上的微生物和土壤微生物发酵,腐熟后施用于农田。其产品即称堆肥。后来堆肥法被用来处理城市生活垃圾,延至处理城市的各种有机固体废物。
自然界中有很多微生物具有氧化、分解有机物的能力,而城市有机废物则是堆肥化微生物赖以生存、繁殖的物质条件。根据生物处理过程中起作用的微生物对氧气要求不同,可以把固体废物堆肥分为好氧堆肥化和厌氧堆肥化。前者是在通风条件下,有游离氧存在时进行的分解发酵过程,由于堆肥堆温高,一般在55~65℃,有时高达80℃,故亦称高温堆肥化。后者利用厌氧微生物发酵造肥。 堆肥化是依靠自然界广泛分布的细菌、真菌、放线菌等微生物,有控制的促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。
最早的堆肥工艺多采用厌氧发酵堆肥法,其发酵周期长,一般为4-6个月,占地面积大。为了缩短发酵周期,节省用地,科研人员改进发酵方法,将发酵的渗出液打循环,通入空气进行好氧发酵,结果缩短了腐熟时间,使发酵周期缩短至20d 。此外,还有厌氧发酵和好氧发酵结合的处理方法。
由于好氧堆肥化具有发酵周期短、无害化程度高、卫生条件好、易于机械化操作等特点,故国内外用垃圾、污泥、人畜粪尿等有机废物制造堆肥的工厂,绝大多数都采用好氧堆肥化。本设计采用好氧堆肥化。
四工艺的选择
4.1好氧堆肥工艺原理
好氧堆肥是在有氧的条件下,借助好氧微生物(主要是好氧细菌)的作用来进行的。在堆肥过程中,有机废物中的可溶性有机物质透过微生物的细胞壁和细
胞膜被微生物所吸收;固体的和胶体的有机物先附着在微生物体外,然后在微生物所分泌的胞外酶的作用下分解为可溶性物质,再渗入细胞内部。微生物通过自身的生命活动—氧化还原和生物合成过程,把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物,并释放出微生物生长、活动所需要的能量,把另一部分被吸收的有机物转化合成新的细胞物质,使微生物生长繁殖,产生更多的生物体。也就是说好氧堆肥是在通空气的条件下,好氧微生物分解大分子有机固体废物为小分子有机物,部分有机物被矿化为无机物,并放出大量的热量,使温度升高至50-65摄氏度,如果不通风,温度会升高到80-90℃。这期间发酵微生物不断地分解有机物,吸收和利用中间代谢产物合成自身代谢物质,生长繁殖;以其更大数量的微生物群体分解有机物,最终有机固体废物完全腐熟成稳定的腐殖质。
4.2好氧堆肥工艺流程
整个工艺由预处理、一次发酵、后处理(精分选)、二次发酵四部分组成。城市生活垃圾运到处理厂,由给料机送到预处理工段,经磁选、手选、筛选后,回收部分有用物质,去除一部分非堆肥化粗大物,然后送入一次发酵仓,在仓内调节水分和C/N比,通风发酵,10d 后一次发酵结束,堆肥物出料至后处理阶段,精分选机械去除堆肥物中的杂物并加以破碎,然后物料进入二次发酵仓发酵,由风机将一次发酵产生的尾气送入二次发酵仓风道,给二次发酵堆肥通风,既起到脱臭作用,又保证了二次发酵供氧,10d 后二次发酵结束,堆肥产品即可出厂供农用。
图一好氧堆肥工艺流程图
4.2.1预处理
当以城市生活垃圾为主要原料时,由于其中往往含有粗大垃圾和不可堆肥化物质,这些物质会影响垃圾处理机械的正常运行,并降低发酵仓容积的有效使用,且使堆温难以达到无害化要求,从而影响堆肥产品的质量,因此,需要用到破碎、分选等预处理方法去除粗大垃圾和降低不可堆肥化物质含量,并使堆肥物料粒度和含水率达到一定程度的均匀化。颗粒变小,物料表面积增加,便于微生物繁殖,可以促进发酵过程。但颗粒也不能太小,因为要考虑到保持一定程度的孔隙率与透气性能,以便均匀充分地通风供氧。适宜的粒径范围是12~60㎜,最佳历经需视物料物理性质而定。当以人畜粪便、污水污泥饼等为主要原料时,由于其含水率太高等原因,前处理的主要任务是调整水分和碳氮比,有时需添加菌种和酶制剂,以促进发酵过程正常进行。
降低水分、增加透气性、调整碳氮比的主要方法是添加有机调理剂和膨胀剂。
(1)调理剂是指加进堆肥化物料中干的有机物,借以减少单位体积的质量并增加与空气的接触面积,以利于好氧发酵,也可以增加物料中有机物数量。理想的调理剂是干燥的、较轻而易分解的物料。常用的有木屑、稻壳、禾杆、树叶等。
(2)膨胀剂是指有机的或无机的三维固体颗粒,当它加入湿堆肥化物料中时,能有足够的尺寸保证物料与空气的充分接触,并能依靠粒子间接触起到支撑作用。普遍使用的膨胀剂有干木屑、花生壳、厂矿成粒状的轮胎、小块岩石等物质。
4.2.2主发酵(一次发酵)
主发酵主要在发酵仓内进行,靠强制通风或翻堆搅拌来供给氧气,供给空气的方式随发酵仓种类而异。
在发酵仓内,由于原料和土壤中存在的微生物作用而开始发酵,首先是易分解物质分解,产生二氧化碳和水,同时产生热量使堆温上升。这时微生物吸取有机物的碳、氮等营养成分,在合成细胞质自身繁殖的同时,将细胞中吸收的物质分解而产生热量。
发酵初期物质的分解作用是靠嗜温菌(生长繁殖最适宜温度为30~40℃)进行的。随着堆温的升高,最适宜温度45~65℃的嗜热菌取代了嗜温菌,能进行高效率的分解。氧的供应情况与保温床的良好程度对堆料的温度上升有很大影响。
后面将进入降温阶段。通常将温度升高到开始降低为止的阶段,成为主发酵期,以城市生活垃圾为主体的城市固体废物好氧堆肥化的主发酵期约为4~12天。
4.2.3后发酵(二次发酵)
经过主发酵的半成品被送去后发酵。在主发酵工序尚未分解的易分解及较难分解的有机物可能全部分解,变成腐植酸、氨基酸等比较稳定的有机物,得到完全成熟的堆肥成品。后发酵也可以在专设仓内进行,但通常把无聊堆积到1~2m 高度,进行敞开式后发酵,此时要有防止雨水的设施。为提高后发酵效率,有时仍需进行翻堆或通风。
后发酵时间的长短,决定于堆肥的使用情况。例如堆肥用于温床(能利用堆肥的分解热)时,可在主发酵后直接利用。对几个月不中作物的土地,大部分可
以使用不进行发酵的堆肥,即直接施用堆肥;而对一直在种作物的土地,则有必要使堆肥的分解进行到能不致夺取土壤中氮的稳定化程度(即充分腐熟)。后发酵时间通常在20~30天以上。
显然,不进行后发酵的堆肥,其施用价值较低。
4.2.4后处理
经过二次发酵后的物料中,几乎所有的有机物都变细碎和变了形,数量也减少了。然而,在城市固体废物发酵堆肥时,在前处理工序中还没有完全去除的塑料、玻璃、陶瓷、金属、小石块等杂物依然存在,因此,还要经过一道分选工序去除杂物,可以用回转式振动筛、振动式回转筛、磁选机、风选机、惯性分离机、硬度差分离机等预处理设备分离去除上述杂质,并根据需要(如生产精制堆肥)进行再破碎。
净化后的散装堆肥产品,既可以直接销售给用户,施于农田、菜园、果园,或作土壤改良剂,也可以根据土壤的情况,用户的需要,在散装堆肥中加入N ,P ,K 添加剂后生产复合肥,做成袋装产品,既便于运输,也便于贮存,而且肥效更佳。有时还需要固化造粒以利贮存。
后处理工序除分选、破碎设备外,还包括打包装袋、压实选粒等设备,在实际工艺过程中,根据实际需要来组合后处理设备。
4.2.5脱臭
在堆肥化工艺过程中,每个工序系统有臭气产生,主要有氮、硫化氢、甲基硫醇、胺类等,必须进行脱臭处理。去除臭气的方法主要有化学除臭剂;水、酸、碱水溶液等吸收剂吸收法;臭氧氧化法;活性炭、沸石、熟堆肥等吸附剂吸附法等。其中,经济而实用的方法是熟堆肥氧化吸附除臭法。将源于堆肥产品的腐熟堆肥置入脱臭器,堆高约0.8~1.2m ,将臭气通入系统,使之与生物分解和吸附及时作用,氮,硫化氨的去除效率均可达98%以上。
也可用特种土壤代替堆肥,此种设备称土壤脱臭过滤器。
4.2.6贮存
堆肥的供应期多半是集中在秋天和春天(中间隔半年)。因此,一般的堆肥化工厂有必要设置能容纳六个月产量的贮藏设备。堆肥成品可以在室外堆放,但此时必须有不透雨水的覆盖物。
贮存方式可直接堆存在二次发酵仓内,或袋装后存放。加工、造粒、包装可在贮藏前也可在贮存后销售前进行。要求包装袋干燥而透气,如果密闭和受潮会影响堆肥产品的质量。
图一好氧堆肥的工艺流程图
4.3堆肥化设备
现代化堆肥厂采用的各种各样的发酵装置和堆肥化系统都有共同的特征,就是以工艺要求为出发点,使发酵设备具有改善、促进微生物新陈代谢的功能。例如翻堆、搅拌、混合,协助通风系统控制水分、温度,同时在发酵的进程中自动解决物料移动出料的难题,最终达到缩短发酵周期、提高发酵速率、实现机械化大生产的目的,达到所要求的堆肥产品的质量标准。
应在掌握好堆肥物料、微生物和发酵设备三者关系基础上研制出结构合理、造价低廉的发酵设备。
固体废物发酵设备通常指堆肥物料进行生化反应的反应器装置(简称发酵仓),是堆肥化系统的主要组成部分。
废物堆肥化按设备流程包括下述系统:进料供料设备→预处理设备→一次发酵设备→二次发酵设备→后处理设备→产品细加工设备。
固体废物(以下简称垃圾)的进料和供料系统是由地磅秤、贮料仓、进料斗以及起重机等组成。垃圾收集车通过进口、出口车道驶入卸料台或暂时站台,将垃圾卸入贮料仓或进料斗中。垃圾堆放场或贮料仓(池)都是暂时用来贮放垃圾的,通过起重机械将垃圾从贮料仓中运到料斗中(如有可能,应实施垃圾的分类收集)。堆肥化系统的预处理设备由破包机、撕碎机、筛选机以及混合搅拌机械等组成。经过预处理后的垃圾被送到一次发酵设备中,使发酵过程控制在适当的条件下,并使物料基本达到无害化的结果。然后,送到熟化设备即二次发酵设备中,使垃圾完全发酵腐熟。之后又通过后续处理设备对堆肥作更细致的筛选,除去杂质。必要时可采用烘干造粒,或添加化肥,制成高效复合肥等深度加工处理设备。
另外,整个生产系统还须由排出臭气的脱臭装置、污水的收集排出与处理装置、电力供应设备、控制仪器设备等组合而成。
4.3.1发酵设备
堆肥发酵设备是指堆肥物料进行生化反应的反应器装置,是整个堆肥系统的核心和主要组成部分。 如表3-1所示
表3-1 堆肥发酵设备的分类
五理论计算
5.1垃圾,桔梗,禽畜粪便的产量计算
总共垃圾30t
5.2堆肥产量的计算 5.3设计计算过程
30t 垃圾对应体积:
(容重0.6t/
所需发酵仓总体积:
=166.67
)
取设计一次发酵的发酵仓个数为
1个,则每个发酵罐体积:
=166.67
取每个发酵罐长度为21m ,算得直径:
=3.18m
二次发酵所需发酵仓总体积:
二次发酵取和一次发酵同尺寸类型的发酵仓,则所需个数:
另设两个发酵仓备用,一共需7个
六结语
固体废物处理与处置课程设计已经进行了一周,直至今日基本完成,通过此次设计,使我增长了许多知识,加深了对所学知识的掌握和巩固,明白了学习的重要性。在这次设计中我所学的知识得到了一定的实践,本次设计对我来说是一次很好的锻炼机会,相信对我以后的学习和工作也会有很大的帮助。
同时,在设计中也遇到了很多的困难,在老师和同学的帮助下已经对自己的设计进行了修改,在此表示深深地感谢。但是由于缺少经验,设计书中还存在许多不足之处,希望老师能够批评指正。
七参考文献
(1)《固体废物堆肥原理与技术》 柴晓利、张华、赵由才等编 化学工业出版社 (2)《固体废物处理与资源化》 李国学 主编 周立祥 李彦明 副主编 中国环境科学出版社
(3)《三废处理工程技术手册》固体废物卷 聂永丰主编 化学工业出版社
(4)马洪儒, 林聪, 张运真. 城市垃圾处理技术应用探讨[J]. 中国沼气,2006,24(3) :36~39 (5)薛朝红, 薛岚. 城市垃圾的处理对策[J]. 中国卫生工程学,2005,4(2) :103~104 (6)陈智清. 城市生活垃圾处理邹议[J]. 中国科技信息,2007,(10):32~33 (7)高育红. 国外城市垃圾处理的新方法[J]. 科学技术社会,2008,26(317):34
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