6-8 固体废物堆肥处理在线视频

大家好

这节课我们学习固体废物堆肥处理技术

讲到堆肥处理

我们先要讲一下固体废物的生物处理

生物处理是利用自然界中的生物

主要是微生物

将固体废物中可降解的有机物转化为稳定的产物

能源和其他有用物质的一类处理技术

固体废物的生物处理技术

主要包括好氧生物处理和厌氧生物处理技术

好氧生物处理技术以堆肥为代表

最终获得的是有机肥料

厌氧生物处理技术主要是获得沼气等高值产品

用于发电或者是替代天然气燃油等

堆肥处理是指有机固体废物在好氧条件下的

微生物转化和稳定化的过程

通常是放热反应

能够使堆肥原料升温

有机固体废物堆肥处理的产品特指是有益于

植物生长的稳定化和无害化的产品

堆肥产品是一类腐殖质含量很高的疏松物质

我们也常把它称为腐殖土

可以用于堆肥处理的原料主要有混合生活垃圾

厨余垃圾

餐厨垃圾

庭院废物

农贸市场垃圾

工业有机固废污水厂的污泥以及农业废物

堆肥化的影响因素很多

认识这些影响因素的主要目的是创造更有利于

微生物生长和废物分解的条件

堆肥化过程中主要影响因素有有机质的含量

粒度

碳氮比含水率温度

通风 pH值接种等等

那么我们分别来看一下它们的影响

首先来看有机质含量

有机质含量的高低会影响到堆料的温度和通风

供氧的要求

堆肥物料比较适宜的有机物含量是20%~80%

有机质含量过低

那么分解产生的热量不足以维持堆肥所需要的温度

影响无害化处理

而且产生的堆肥产品由于肥效低而影响其使用价值

如果有机质含量过高

比如说大于80%

则给通风供氧带来困难

有可能产生厌氧的状态

再一个是物料的粒度

堆肥所需要的氧气需要通过堆肥原料颗粒空隙供给

那么孔隙率和孔隙的大小取决于颗粒的大小

和结构的强度

足够小的粒度可以提高废物与微生物

以及空气的接触面积

加快生化反应的速度

所以堆肥物料的比较适宜的粒度范围大概是

25到75毫米

再一个影响因素是碳氮比

因为碳氮比是影响微生物生长最重要的营养元素之一

在微生物新陈代谢过程中

有机物将作为能源

大量的碳在微生物代谢过程中

由于氧化作用生成二氧化碳而排出

一部分碳则构成细胞膜

而氮主要消耗在原生质合成作用而留于系统内

所以随着堆肥的进行

整个过程的碳氮比是呈下降的趋势

有机物被微生物分解的速度随着碳氮比而变

微生物自身的碳氮比大概是4到30

用作其营养的有机物

碳氮比最好也是在此范围内

一般认为城市固体废物堆肥原料的最佳碳氮比

是25到35比1

另一个堆肥的影响因素是含水率

堆肥过程当中水分的作用在于溶解有机物

而且参与微生物的新陈代谢

它的另一个主要作用是通过水分的蒸发带走热量

来调节堆肥的温度

堆肥最佳的含水率范围是50%到65%

如果含水率大于65%

那么水分会充满空隙

而使空气的含量减少

堆肥由好氧向厌氧转化

温度急剧下降

形成发臭的中间产物等

如果含水率过低

会使分解速度降低

当含水率小于12%的时候

微生物的繁殖会停止

堆肥的另一个重要影响因素是温度

温度的控制有两个意义

一个是使有机物得到有效的分解

再一个是使病原体灭活

保证堆肥化产品符合卫生要求

堆肥化的温度范围应控制在50到65度

那么55到60度之间最好低于55度

微生物活性最高有机物分解效率最高

超过55度

微生物的活性开始下降

但是另一方面大多数病原菌的灭活温度要高于50度

因此温度控制在55度左右

并使温度维持尽量长的时间比较好

另一个最重要的影响因素是通风

通风在堆肥过程中有三大作用

一个是提供氧气

以促进微生物的繁殖和分解有机物

通风的第二大作用是通过供氧量的控制来调节

最适宜的温度

如果堆体的温度超过70度

那么微生物会受到抑制或者是死亡

我们可以通过通风来降温

通风的第三个作用是在维持最适宜温度的条件下

加大通风量

可以去除水分

从而干化物料

常用的通风方式有自然扩散法

翻堆法和强制通风法

翻堆法是利用堆料的翻动或者是搅拌

使空气通过包裹来进入固体颗粒的间隙

一般条垛堆肥系统比较常用

强制通风法有三种方式

就是可以鼓风

也可以是抽风

也可以是鼓风和抽气相混合的方式

那么强制通风静态垛系统和反应器系统

经常用强制通风法

再一个影响因素是混合和接种

为了达到合适的碳氮比和含水率

在堆肥中常需要将两种或者是两种以上的废物

混合在一起

堆肥效果会比较好

接种是向废物中添加适当的微生物

来加快好氧堆肥的反应速率

另一个影响因素是pH值

在堆肥化过程中

pH值随着时间和温度的变化而变化

一般认为pH值在6.5到8.5的时候

堆肥化的效率最高

不过对于固体废物堆肥化来讲

一般不必特意来调整pH值

堆肥的工艺有多种分类方式

按照堆肥物料的运动方式

我们分为静态堆肥和动态堆肥

按照堆肥过程中

微生物的需氧程度分为好氧堆肥和厌氧堆肥

按照堆制的方式分为野积式堆肥和装置式堆肥

按照堆肥原料是否在一个发酵设施中完成

整个生物降解的全过程

我们把它分为一次性堆肥和二次性堆肥

那么我们用的比较多的是按照微生物的需氧程度

分为好氧和厌氧堆肥

以及按照堆制方式分为野积式堆肥

和装置式堆肥

那么我们来看一下

堆肥设备就是按照堆制方式来分

那么废物堆肥处理所需要的设备与堆肥工艺

密切相关

一般而言

废物堆肥化设备主要包括进料供料设备

预处理设备

一次发酵设备

二次发酵设备后处理设备和二次污染控制设备

和以及自动化控制设备

这里我们主要介绍发酵设备

发酵设备

前面我们说过分为野积式和发酵仓式两大类

首先我们来看野积式也称条垛式

是堆肥系统当中最古老的一种

它是在露天或者是棚架下的开放空间进行

将物料以长条垛状或者是条堆状进行堆放

在好氧条件下进行发酵

垛的断面可以是梯形

可以是不规则的四边形或者是三角形

根据通风供氧的不同

可以分为机械翻堆条垛式系统

自然通风条垛式系统和强制通风条垛系统

那么这是一个机械翻堆条垛系统

这个是翻堆机

机械翻堆条垛系统是通过翻堆机对物料进行

翻转搅动

使空气和物料接触

属于自然通风供氧

翻堆机是其关键设备

一般料堆高度在2到4米

宽度在3到6米

长度可达120米

发酵周期一般是1到3个月

这种方法投资少

运营成本低

管理容易

对于不同物料的适应性比较强

但是它容易受气候环境的影响

占地面积比较大

堆肥的时间长

效率低

会产生臭气

这种方法比较适合场地不受限制

对环境要求不太高的地区

静态通风条垛是通过堆体内部的通风管道向堆体供氧

通风管道可以是自然通风

也可以是强制通风

强制通风供氧系统

包括高压风机通风管道布气装置等等

穿孔的通风管道可置于堆肥厂地的地表或者是地沟

管路上铺设了一层木屑或者是其他的填充料

使布气均匀

填充料上在堆放堆肥物料在堆体的最外层

可以覆盖堆肥成品进行隔热保温

然后我们看一下反应器式的堆肥

反应器式的堆肥装置种类很多

有塔式 滚筒式

筒仓式 池槽式等等

除了结构形式不同之外

主要差别在于搅拌发酵物料的翻堆机不同

首先我们看多段竖炉式发酵塔

它是一个立式多段发酵塔

物料是从仓顶加入

在最上端

靠内拨搅拌耙子的作用

边搅拌边向中心移动

从中央落口落到第二段

在第二段靠外拨搅拌耙子的作用

从中心向外移动

从周边的落口下落到第三段

以此类推

可从各段之间空间强制鼓风送气

塔内的温度分布为上层到下层逐渐升高

通常全塔分为八段

塔内每段上物料被耙子耙成垄沟形

可以增加表面积

提高通风供氧的效果

一般发酵周期是5到8天

可以添加特殊的菌种作为发酵的促进剂

使堆肥发酵时间缩短到2到5天

再一个我们来看水平式发酵滚筒

水平发酵滚筒有多种形式

其中最为著名的是达诺滚筒

它是世界各国最广泛采用的发酵设备之一

其主要的优点是结构简单

可以处理较大粒度的物料

物料在滚筒内反复升高跌落

可使物料的温度水分均匀化

达到曝气的目的

由于筒体斜置

当沿旋转方向提升的废物靠自重下落时

逐渐向筒体出口一端移动

这样回转滚筒可以稳定的持续的供料传送和排出堆肥物

达诺滚筒一般直径是2.5到4.5米

长度可达20到40米

旋转速度是每分钟0.2到3转

通常是常温24小时连续操作

如果只是主发酵

那么一般发酵时间只需要36到48小时

如果是作为全程发酵需要2到5天

筒的填充率要小于等于80%

达诺滚筒的生产效率相当高

世界上经济发达国家常采用它与立式发酵塔组合应用

高效地完成发酵任务

实现自动化的生产

这是一个实际的达诺滚筒

下面我们来看一下堆肥的工艺流程

无论采用哪种堆肥工艺

堆肥工艺流程都包括这么几个部分

前处理单元

主发酵单元

后发酵单元

后处理单元 二次污染控制单元

主要也是除臭单元

主要也是除臭单元

我们对每个单元以实例分别来做个介绍

我们先来看前处理工艺

前处理主要是包括破碎分选

调整含水率和碳氮比

如果是以城市生活垃圾为主要原料进行堆肥时

前处理主要是破碎和分选

因为城市生活垃圾当中往往含有大量的粗大垃圾

和不可堆肥化的物质

会影响堆肥处理机械的正常运行

使堆体温度难以达到无害化的要求

从而影响堆肥产品的质量

因此需要进行破碎分选

颗粒变小也可以促进发酵的过程

分选我们一般常用的是滚筒筛

这个是物料进厂过地磅秤

然后进行卸料

再一个我们看主发酵工业

主发酵可以在露天或是在反应器内进行

通过翻堆或者是强制通风来供给氧气

在发酵仓里

利用原料中存在的微生物作用开始发酵

首先是易分解的物质分解

产生二氧化碳和水

同时产生热量

使堆温上升

发酵初期物质分解是靠嗜温菌进行

适宜温度是35到40度

随着温度的升高升至45到65度

嗜热菌取代了嗜温菌

进行高效分解

有机物分解完成以后进入降温阶段

通常将温度开始升高到开始降低为止的阶段

称为主发酵期

生活垃圾好氧堆肥主发酵期一般是4到12天

这个是主发酵的

发酵仓

经过主发酵的半成品被送去后发酵

尚未完全分解的易分解或者是较难分解的

有机物继续分解

变成比较稳定的有机物

通常把物料堆成1到2米高的堆垛

进行敞开式后发酵

此时要有防止雨水的设施

为了提高后发酵的效率

有时仍需要进行翻堆或者是通风

此时温度持续下降

当温度稳定在40度左右的时候

即腐熟后发酵的时间通常是20到30天

后发酵完成以后再经过后处理我们得到堆肥的产品

在堆肥化工艺过程中

每个工序都会有臭气产生

主要是氮系和硫系

比如说氨 有机氨 硫化氢等等

必须对堆肥排气进行集中的收集和处理

这也就是恶臭控制单元

那么去除臭气的方法主要有化学除臭剂除臭

碱性水溶液等吸收剂除臭生物除臭

腐熟堆肥过滤处理

活性炭沸石吸附剂吸附以及焚烧法等等

那么这个图是生物除臭

可以用生物除臭塔或者是生物滤池来进行除臭

好

这节课就到这里

谢谢大家