目錄 1 1 2 2 2 3 3 3 3 4 4 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 8 9 9 9污泥進入一次堆肥發(fā)酵槽之前需要與調(diào)理劑混合以調(diào)節(jié)初始物料含水率和C/N之后方能進行堆肥。前處理包括粉碎，原料貯存，運輸以及混合幾個步驟。其具體流程是：污泥由脫水機房直接進入預(yù)處理車間，其他物料通過斗式提升機進入預(yù)處理車間，由震動給料機按比例給料，再經(jīng)由皮帶輸送機進入混合機。預(yù)處理設(shè)備所需要的機械設(shè)備：稻殼破碎機、振動加料機、螺旋輸送機、帶式輸送裝置、斗式提升機、原料貯存筒倉。表1.1預(yù)處理設(shè)備設(shè)備名稱數(shù)量功能堆肥物料混合機5堆肥物料的混合皮帶輸送機10物料的運輸斗式提升機5物料的提升震動給料機1回流物料給料螺旋給料機5污泥輸送地磅3原料稱重污水處理廠產(chǎn)生的污泥經(jīng)過地磅稱量后卸入存料間暫時儲存。然后用抓斗和給料機經(jīng)皮帶運輸?shù)轿锪匣旌祥g，運用稻殼糠作為調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)污泥的C/N和含水率?；旌虾玫奈锪辖?jīng)過破碎然后用卡車運輸?shù)街靼l(fā)酵系統(tǒng)進行好氧發(fā)酵。條垛堆肥處理法是最古老的堆肥方法一種。它是把堆肥材料堆成條垛狀設(shè)施，在好氧條件下完成發(fā)酵過程。堆的斷面可能為階梯式、不規(guī)則四邊形或三角形。條垛式堆肥最大的特性就是利用定期翻堆來實現(xiàn)在垃圾堆內(nèi)的有氧狀態(tài)，一次發(fā)酵期為1~3個月。條垛式堆肥體系的主要好處是：所需設(shè)施簡易，且成本投入也相應(yīng)較低，翻堆使堆肥容易風(fēng)干。長期的堆腐則使制品的穩(wěn)定性相對而言較好，操作簡單靈活，適合多種原料一起堆肥[15]。條垛式堆肥體系的主要缺陷是：易受到氣候環(huán)境影響，占用建筑面積大，堆肥時間較長。通氣靜垛體系是美國馬里蘭州的Beltsville農(nóng)業(yè)科研和技術(shù)服務(wù)實驗站上開發(fā)的，最初用作污水處理廠中污泥的好氧堆肥。后來研制人員又在條垛式體系上增加了通風(fēng)系統(tǒng)，從而形成強制通氣靜垛體系。強制通氣靜垛體系的好處是：設(shè)施投入資金相對而言較少，但和條垛式系統(tǒng)比較，高溫和通氣環(huán)境都受到了良好的限制。堆腐的持續(xù)時間相對而言較短，通常需要4~5周，生產(chǎn)穩(wěn)定性高，可較高效的殺死致病菌和減少臭味。又因為堆腐持續(xù)時間相對而言較短、填充料也相應(yīng)很少，所以占地也較小。但通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)堆肥容易受天氣因素的負面影響。隧道式發(fā)酵倉及堆肥物處理設(shè)備均為封閉式，矩形截面的隧道。發(fā)酵槽則為彼此獨立的雙隧道型構(gòu)造，將物料在發(fā)酵過程中和翻堆時形成的臭氣和灰塵，經(jīng)由廢物收集管路利用引風(fēng)機抽出并送入惡臭物料處理單元，進行集中處理。按照所處理物質(zhì)量的高低，來決定發(fā)酵倉的規(guī)格與數(shù)量。發(fā)酵的翻堆作業(yè)使用翻堆機或人工，在發(fā)酵倉的下方要設(shè)有通風(fēng)管道，并利用風(fēng)機向發(fā)酵槽內(nèi)強制通氣，以確?？諝獾墓┙o。一般隧道型發(fā)酵作用倉堆肥期為14~25天，堆肥溫度為60~70℃。日光棚發(fā)酵槽，利用太陽光來增加乳酸菌并利用溝中溫度控制，其好處就是在保證氣溫最低的冬天就可以順利進行的同時不需消耗過多的能源。而乳酸菌利用槽式堆肥處理是利用翻堆機攪動并將材料向后移，翻堆機可選用雙螺旋式、鏈板型、攪拌式以及銑盤式。發(fā)酵工藝水槽下部也同樣要設(shè)有通風(fēng)管道，并利用風(fēng)機送風(fēng)來保障堆肥處理所需要的空氣供給。一般堆肥處理物料在進槽后三天內(nèi)溫度控制會超過45℃，而水槽中的溫度控制在超過55℃以上則要維持七天左右，整個堆肥處理周期約為12~20天。筒倉型堆肥的發(fā)酵倉構(gòu)造比較簡單，通常是用鋼筋或砼構(gòu)筑，深4~5米的單層圓柱體或矩形發(fā)酵作用倉。其上方通常設(shè)置供料口，堆肥材料直接由倉頂進入，底部則采用螺線出料機直接進料，在發(fā)酵作用倉下方用高壓離心機強制通風(fēng)，并利用倉底的蜂窩狀散氣，保障倉內(nèi)的空氣供給，并隨著發(fā)酵作用物料的氣溫、水分等生產(chǎn)參數(shù)的改變，啟動風(fēng)機向發(fā)酵作用倉內(nèi)曝氣并抽出廢氣，以保證倉內(nèi)通過好氧發(fā)酵分解物料的有機質(zhì)。物料堆肥處理溫度一般為60~70℃,生命周期一般為20~30天。槽式堆肥處理體系，是將材料置于一個長而窄的被稱作“槽”形的管線里，在渠道墻面的上部架設(shè)臺翻堆機可對材料實施翻堆，溝的下方則敷設(shè)有曝氣管線可對材料堆放處實行透風(fēng)曝氣，是將控制通氣和定時翻堆有機性地結(jié)合的堆肥體系。槽式堆肥處理技術(shù)，是傳統(tǒng)靜態(tài)堆肥與條垛堆肥處理的又一個進步。槽式堆肥系統(tǒng)的好處：堆肥周期較短;操作簡單靈活。槽式堆肥系統(tǒng)的主要缺點：占地面積大。以上幾種好氧堆肥系統(tǒng)的比選。表1.2好氧堆肥工藝的比選污泥的一次發(fā)酵是整個污泥好氧堆肥工藝的關(guān)鍵步驟，污泥的二次發(fā)酵是在一次堆肥的基礎(chǔ)上進一步陳化腐熟，再這一期間有機物會進一步分解，物料經(jīng)進一步分解會達到穩(wěn)定，堆體的溫度接近環(huán)境溫度，最后達到熟化。二次發(fā)酵的時間與一次發(fā)酵的時間相比起來略長，一般來說，二次發(fā)酵的時間為20-30天。本設(shè)計在設(shè)計計算是選取15天進行計算。因為污泥通過一次堆肥，有機物分解及水分蒸發(fā)，物料會變的較為干燥和疏松。二次發(fā)酵采用自然堆放的方式進行。根據(jù)表1.2以及按照工作任務(wù)書的要求可知，槽式堆肥處理、靜態(tài)可堆肥和筒倉型堆肥處理系統(tǒng)均是能達到工作任務(wù)書要求的工藝流程，但考慮到經(jīng)濟、場地條件等原因，一次發(fā)酵選用槽式堆肥處理系統(tǒng)，二次發(fā)酵則選用自然通風(fēng)靜態(tài)堆肥處理系統(tǒng)。兩次發(fā)酵工作均完成后，用叉式裝卸車和給料機合并構(gòu)成的送料系統(tǒng)將堆料送進并交上細粉碎機予以粉碎至12mm以下，隨后再由皮帶運輸車送至振動篩中予以篩分，將未被分散的材料和大塊的其余雜質(zhì)去除后，篩上物送往回填場回填，將篩上物通過皮帶輸送機送往玻璃分級機將其中袋的細碎玻璃分選出，隨后再將其余袋堆肥處理產(chǎn)品搬到細粉碎機中予以粉碎加工，后再送往打包機對堆肥處理產(chǎn)品包裝，后再送到產(chǎn)品貯藏所儲存。表1.3后加工主要設(shè)備設(shè)備名稱數(shù)量功能粉碎機5成品粉碎振動篩3篩分打包機3成品打包輸送皮帶若干輸送經(jīng)發(fā)酵后的物質(zhì)可成為有機揮發(fā)物肥料可以直接賣到用戶，施于耕地、水果、蔬菜田，或者作為土壤改良劑，也可按照土質(zhì)的狀況、使用者的需要，在有機揮發(fā)物的堆肥中添加氮、磷、鉀添加劑后生成的復(fù)混肥料，作為袋裝產(chǎn)品，既方便運送，又方便儲藏，而且肥效更好。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，本設(shè)計在后處理中主要是把經(jīng)過發(fā)酵后的產(chǎn)物進行檢測，達標后對產(chǎn)品進行包裝、銷售。在污泥的好氧堆肥工藝處理過程中，當空氣較充沛時，好氧微生物就會將污水中的有機質(zhì)完全溶解，并且還會排出具有一定刺激性的惡臭氣體；在供氧不足時，有機化合物就會被厭氧細菌分解，進而形成具有惡臭的不完全物質(zhì)[16]。所以，不管供氧技術(shù)充分或者供給氧氣不夠都會出現(xiàn)惡臭物質(zhì)，不過，在供給氧氣技術(shù)不夠的前提下，有機物會主要分解為致臭物質(zhì)[17]。在堆肥處理過程中所形成的惡臭物質(zhì)，不但會污染堆肥處理廠附近的環(huán)境衛(wèi)生，同時也會產(chǎn)生大氣環(huán)境污染，更會影響附近居民的身心健康和生活品質(zhì)。惡臭氣體的主要含有成分之一為阿摩尼亞，惡臭氣體的發(fā)散代表了阿摩尼亞的減少，它將導(dǎo)致堆材中的硫元素濃度明顯減少，導(dǎo)致堆肥處理產(chǎn)物的營養(yǎng)價值減少，農(nóng)業(yè)效益變差。在污泥堆肥處理過程中，有兩種臭氣污染和減排的主要手段，一是通過工藝調(diào)控，包括調(diào)整堆肥與物料的比例，堆體的孔隙率，以及提高通氣狀況等等[18]。還有一個是末端管理，就是采集和處置堆肥處理過程中形成的臭氣，使之滿足排污標準后才能排出。二種方式相比，末端管理技術(shù)能夠有效抑制污泥好氧堆肥處理過程中臭味的產(chǎn)生和釋放，既能夠?qū)崿F(xiàn)保氮除臭的目的，也能夠明顯改善工作環(huán)境，從而減少了對周圍社會環(huán)境的負面影響[19]。在堆肥處理流程中，由于堆肥材料局部整體或某一段內(nèi)的厭氧發(fā)酵工作過程會造成惡臭產(chǎn)物的生成，所以需要專門對堆肥處理排氣進行除臭處理以減少二次污染的生成。堆肥處理過程中所生成的惡臭成份很復(fù)雜，主要成份有氨、氫硫基、聚酰胺類等，并且對不同成份的含量和特性還不確定，所以本設(shè)計將利用生物滴濾池對堆肥處理臭氣體進行生物脫臭處理，把在發(fā)酵槽內(nèi)的堆肥處理惡臭物質(zhì)用風(fēng)管支架集中收集后通入生物滴濾池中，利用生物分解去除惡臭產(chǎn)物中的惡臭氣體分子。表1.4除臭工藝對比除臭方法優(yōu)點缺點生物除臭管理方便，效果穩(wěn)定，費用低對臭氣的性質(zhì)有要求化學(xué)除臭占地面積較小有二次污染隱患活性炭吸附法除臭設(shè)備操作簡單，費用少運行費用高，不適合高濃度臭氣結(jié)合表1.4各種除臭方法的優(yōu)缺點來看，本設(shè)計選擇生物滴濾池來除臭。綜上所述，本設(shè)計的除臭處理系統(tǒng)選生物滴濾池來處理。在有氧條件下，好氧發(fā)酵是利用微生物的吸收，氧化分解等過程，將吸收的一部分有機物通過氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成無機物，并將微生物生長活動所需的能量進行釋放的過程，而沒有進行氧化的有機物則合成細胞質(zhì)，為微生物提供良好的繁殖條件，從而產(chǎn)生更多的生物體[20]。好氧堆肥處理方式具有對有機物的溶解速率較快，分解過程完全，周期較短得優(yōu)點。通常一次發(fā)酵得周期為4-15d，而二次發(fā)酵的周期則為10-30d。高溫發(fā)酵過程中可以產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的有機肥料，因為淤泥中富含著大量的N、P等養(yǎng)分，在好氧菌的幫助下可以保持熟化。產(chǎn)品可用于建筑園林綠化營養(yǎng)土，建材行業(yè)的原料等，如果土壤中重金屬濃度達到了農(nóng)業(yè)標準規(guī)定，就可以進行農(nóng)業(yè)利用。（1）好氧發(fā)酵工藝可滅殺污水中的病菌和雜草，從而實現(xiàn)無害化。（2）好氧發(fā)酵工藝可降解污泥中的大量有機質(zhì)，并將殘留淤泥的含水量減至40%，達到減量化。（3）土地可以利用好氧堆肥后的產(chǎn)品。（4）不需要添加額外的加熱裝置，成本低。（1）污泥泥質(zhì)不穩(wěn)定，其中重金屬難以穩(wěn)定化，使用面較小。（2）占地面積多大。（3）堆肥過程中產(chǎn)生大量的臭氣，污染周邊環(huán)境。污泥的好氧堆肥工藝大致分為：前期處置，一次發(fā)酵，二次發(fā)酵，后處置，最后貯存。前處理主要是分選破碎，加入調(diào)理劑，其目的是降低含水率，調(diào)節(jié)C/N，改善污泥的特性使其達到污泥混合原料的要求。一次發(fā)酵主要包括中溫過程，高溫過程，中溫需氧型微生物在中溫階段占主導(dǎo)地位，對蛋白質(zhì)，糖類等易降解的有機物進行降解，周期大約是2-3d。在高溫階段，嗜熱的真菌和放線菌逐漸成為優(yōu)勢菌，對難降解的有機物進行降解，此階段分解速率最高，最高溫度可達70℃以上，在此高溫條件下，病原細菌和蟲卵被殺死，從而使污泥達到衛(wèi)生標準，此過程周期一般為3-10d。二次發(fā)酵是指在一次發(fā)酵的基礎(chǔ)上，在停止強制通風(fēng)的自然通風(fēng)條件下，對剩余的難降解的有機物進行進一步的去除，此階段周期一般為20-30d[1]。后處理階段是腐熟污泥進一步去除雜質(zhì)，粉碎和篩選后得到精制的含水率在30%，C/N在15-25左右的污泥成品。最終進行合理的儲藏，保持良好的通風(fēng)，防止閉氣受潮。圖1.1好氧堆肥工藝流程圖1.從城市周邊地區(qū)收集稻殼經(jīng)過粉碎貯存?zhèn)溆谩?/p>

2.將脫水污泥、稻殼糠與回流物料(約20%)按照一定比例混合，使含水率達到設(shè)計要求后進入堆肥反應(yīng)系統(tǒng)。在確定堆料組成時，根據(jù)物料衡算，以含水率為基準，并以C/N比進行適當調(diào)整。堆料含水率的適宜范圍55~70%，CN比設(shè)定為20~30：1。

1.污泥在堆肥反應(yīng)器中進行一次發(fā)酵，一次發(fā)酵過程持續(xù)15~20

天，物料溫度可達60°C,有機物被分解，水分減少，病原菌和雜草種子被殺滅。

4.一次發(fā)酵后進入二次發(fā)酵，再靜態(tài)停留20~30

天，物料充分腐熟后，成為松散顆粒狀。

5.通過大約三十天的發(fā)酵作用過程，物料含水量可以降到百分之四十以內(nèi)，其中部分作為物料回到堆肥水處理系統(tǒng)和新供料混合，另一些經(jīng)包裝后作有機肥料出售。供氣是好氧堆肥過程中必不可缺的一個步驟。供氣的作用主要有三個方面：（1）為堆內(nèi)的微生物供應(yīng)了空氣。如果堆體的氧濃度不夠，則細菌處在厭氧狀態(tài)下，使降解的速率減慢，并形成如H2S等臭氣體，同時使堆體的工作溫度降低。(2)調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，堆肥需要微生物反應(yīng)后所形成的高溫，但是對快速堆肥來說卻需要避免過長期的高溫，而溫度控制的問題則需要靠強制通氣來緩解。(3)散除水分，污泥堆肥的主要目的之一就是減少其水分含量。在堆肥處理的前期，空氣主要是供給微生物O2以分解有機質(zhì)，而在堆肥處理的后期，則應(yīng)適當增加空氣量，以冷卻堆肥處理并帶走水份，從而實現(xiàn)了堆肥處理容積、氣體比重下降的目的。堆氮的主要供氧操作方法包括自然通風(fēng)供氧技術(shù)，機械強制通氣供氧技術(shù)以及翻堆給氧。（1）自然通風(fēng)式供氧是靠空氣在面上的自動彌散給堆體內(nèi)部提供氧，而氧氣的供應(yīng)速度與空氣沿堆面擴展的阻力直接相關(guān)，在此種供氧技術(shù)中雖然不需要大量電力消耗，但由于氧氣的彌散速度更小，且氧氣沿堆體擴展深入較淺，所以堆體高程較小，若層高較小也可使用此法，但堆體過大時，堆體內(nèi)部無法達到供氧的充分。（2）強制通氣供氧主要有二種型式，一是利用風(fēng)力發(fā)電機直接向堆體后部鼓風(fēng)，二是由堆體后部抽風(fēng)，清新壓縮的空氣從堆體表層流入堆體內(nèi)。鼓風(fēng)供氧技術(shù)，由于堆體表層氣溫較高，堆體表層易于實現(xiàn)無害化，但廢氣不便回收；而抽風(fēng)供氧技術(shù)，由于此種供風(fēng)的多種形式，臭氣回收方便，但由于堆體表層氣溫較低，因此堆體表層無害化較困難。而抽風(fēng)機，從堆層抽吸的廢氣中帶有大量的水蒸氣和腐蝕氣體，在管道中被凝結(jié)為小水滴，而這些帶有腐蝕的小水滴對抽風(fēng)機上的高速運動的空氣齒輪產(chǎn)生了很大的腐蝕效果，抽風(fēng)機極易破壞。（3）翻堆供氧，是靠翻堆機在翻倒堆體時將廢氣進入堆體，而城市污水廠的淤泥好氧堆肥因污染物C/N少，且廢棄物中的易降解有機質(zhì)并不及普通城市中垃圾處理那么充足，所以城市污水廠的淤泥垃圾好堆肥通?？彀l(fā)酵氣溫比較低，保持在55℃以上的升溫持續(xù)時間也比較短，在生產(chǎn)垃圾堆肥初期，堆體空隙中的氧氣工作溫度通?？梢员３衷?.5~1.0小時，而靠堆體每天傾翻2次，達不到有氧發(fā)揮的目的，如果傾翻次數(shù)增多，每傾翻一次堆層氣溫降低5~10℃，如果傾翻次數(shù)增多，則堆體氣溫就上不去了，發(fā)酵氣溫也降低，且植物有機質(zhì)降解作用的運行速度更慢，所以有機質(zhì)氧