堆肥设计.doc

福建省宁德市政污水处理厂200吨/日污泥高温好氧发酵处理工程方案说明书福州大学环境与资源学院2015年01月第1章 项目概况 市政污泥是城市污水处理过程中产生的副产品。它是由机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。就我国的市政污泥性质而言。污泥中有机物含量超过50，并含有大量的N、P等营养物质(其中N含量1.5一7.0，P含量0.8一3)。 污水的水质和处理工艺影响市政污泥的产量。一般来说：污泥产量占污水处理量的3一5(按含水率96计)。据中国环境年鉴编委会统计，至2005年全国已有城市污水处理厂764座，日处理污水达5220万m3，城镇生活污水的处理率达到37.4，全年生活污水处理量达108.4亿m3，比2004年增加了26。目前，我国污水处理厂每年排放的污泥量(干重)约140万吨，并且每年以10的速度增长。 综合来说，我国的市政污泥产量庞大、成分复杂。其中有机物的高含量致使其极易腐败，产生恶臭，从而造成严重的环境二次污染。但同时又使其具备了经稳定处理后作为农田肥料而资源化利用的潜力。 目前，我国污泥处理与处置尚处于起步阶段，在全国现有污水处理设施中有污泥稳定处理设施的还不到12，处理工艺和配套设备较为完善的不到110，能够正常运行的为数更少，并且主要集中在日处理量超过150000 m3的大型污水处理厂。全国城镇污水污泥中有55.7未经任何稳定化处理，通过简单的污泥脱水后便直接进行填埋、焚烧等方式处理。这就造成了：a污泥体积庞大，造成污泥处置费用庞大；b污泥极不稳定，污泥中有机成分一旦发生腐败变质对环境会造成严重的二次污染；c污泥中的有用资源未得到利用，带来了资源的浪费，不符合可持续发展的目标。 目前我国年产生含水80%的污泥为2500万吨左右，而相关资料显示，在已建成的污水处理厂中，有污泥稳定处理设施的不到四分之一，大量未稳定处理的污泥已成为沉重的负担。污泥含有难降解的有机物、重金属和病原体等有毒有害物质，若不加处理而任意排放，将对周围环境产生不良影响，甚至还会引起传染疾病，所以如何将产量巨大、含水率高、成分复杂的污泥进行妥善安全地处理，使其无害化、减量化，最终达到资源化，已成为深受人们关注的重大课题。 污泥稳定处理的要求是最终处置时对环境无害。排放污泥需符合我国城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)中规定。 减量化控制目标为：城镇污水处理厂的污泥应进行污泥脱水处理，脱水后污泥含水率应低于80。 污泥的“无害化”处理目标主要是针对污泥的最终处置。一般而言，进行土地利用的污泥其病原体等必须符合相关的规定。因此，根据相关的法规标准以及建设、环保等职能部门的要求，宁德市市政污水处理厂在污水处理系统完善的情况下，拟对含水率80%的脱水污泥增加进一步的处理系统，以保证出厂污泥达到相关标准的要求。第2章 总体方案2.1 建设年限和服务范围本项目属于污水处理厂的配套工程，污水处理厂的使用年限与建设年限相一致。根据业主提出的要求，本项目仅对污水处理厂内部脱水污泥过程进行工艺处理，不会对外提供特殊服务。2.2 设计规模根据污水处理厂二期的污水处理规模进行大体的测算，脱水污泥（含水率80）的产量为200吨/日。因此，本工程设计总规模定为200吨/日，均分成两期建设，每期处理100吨/日。该工艺设计按总规模进行计算，生产构筑物按总规模一次性进行建设，设备分期安装。2.3 处理工艺和建设内容污泥处理就是对污泥进行浓缩、调治、脱水、稳定、干化或焚烧的加工过程。随着我国经济的发展，城市废水排放量日益增多，污泥产生量也随之大幅度提高，污泥处理处置逐渐成为国内外关注的焦点。国内外现有的处理处置手段主要包括卫生填埋、水体消纳、焚烧、堆肥处理、土地利用等。随着我国环境标准的日益严格，城镇污水处理厂污泥处理采用高温好氧发酵（好氧堆肥）工艺具有经济简便、及其产品可资源化等特点，将逐步成为中小城镇污水厂污泥处理的重要方法。堆肥化是一种无害化、减容化和稳定化的综合处理技术，是由混合微生物群落在潮湿的环境中对有机物进行分解。堆肥过程中产生的高温可以有效地杀死病原微生物及各种寄生虫卵，是一种无害化、减容化、稳定化的综合处理技术。本方案选择高温好氧发酵（好氧堆肥）技术作为本工程的污泥处理工艺，主要构造物为发酵车间1座，秸秆储存间1座，料仓及混料间1座，除臭生物滤池1座，以及相关的配套设备等。2.4 工艺进料、出料标准根据城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002的要求，并参照上海市城镇污水处理厂固态污泥高温好氧发酵处理基本技术规定要求的污泥控制标准，好氧堆肥工艺的设计污泥进料、处理后出料的监测指标分别见表2-1、表2-2。表2-1 高温好氧发酵（好氧堆肥）处理工艺设计污泥进料指标序号控制项目设计进料要求1表观性状描述呈黑色、伴有恶臭、不可堆置，易塑性变形；要求周转过程有防臭气扩散措施2进料含水率（%）803pH值694有机质含量50%5碳氮比（C/N）101201表2-2 高温好氧发酵（好氧堆肥）处理工艺设计污泥出料指标序号控制项目设计出料指标1出料含水率（%）503蠕虫卵死亡率（%）954粪大肠菌群菌值0.015表观指标堆料应为浅棕色（包括堆料颗粒内部），污泥颗粒内部无黑心、无臭、呈松散状、不招引苍蝇6好氧速率（O2%/min）0.17种子发芽试验无抑制效应，如绿化利用时，种子发芽指数：60%8重金属含量执行国家相关规范要求根据业主提供的污泥检测报告，宁德市市政污水处理厂的脱水污泥相关成分如表2-3。从表中可以看出，重金属物质的处理是污泥处理的关键所在。表2-3 高温好氧发酵（好氧堆肥）处理工艺设计污泥出料指标检测项目单位检测结果检测项目单位检测结果PH6.68总砷（干基）mg/kg19.4含水率%1.01总汞（干基）mg/kg4.95总铜（干基）mg/kg234有机物%30.70总锌（干基）mg/kg806全氮（干基）%2.18总铅（干基）mg/kg259全磷（干基）%2.85总镉（干基）mg/kg6.68全钾（干基）%0.79总铬（干基）mg/kg368有机质（干基）%21.7总镍（干基）mg/kg1132.5 堆肥产量 处理规模为200 t/d含水率为80%的污泥，经过堆肥发酵可得腐熟堆肥产品约70 t/d左右，堆肥过程中各工序的物料计算见表2-4。表2-4 堆肥过程中各工序的物料平衡名称进处理场污泥辅料木屑秸秆、回料进发酵仓物料第一阶段发酵后物料第二阶段发酵后物料堆肥产品数量200t200t400t320t270t70t第3章 方案设计3.1好氧堆肥工艺综述好氧堆肥是在有氧条件下，利用污泥中好氧微生物进行好氧发酵的过程。污泥与调理剂（如锯沫、桔杆、树叶、粪便等）及膨胀剂（如木屑、桔杆短节、花生壳等），在一定条件下（如pH、C/N、通气、水分、温度）进行好氧堆沤，借助于微生物群落，在潮湿环境中对多种有机物进行氧化分解，使有机物转化为类腐殖质。污泥经堆肥处理后，由于堆肥时所产生的高温，使得污泥中所带来的病源菌、寄生虫卵、杂草种子几乎全部被杀死，达到无害化的目的，同时挥发性成分减少且臭味降低，重金属有效态的含量也会降低，速效养分含量有所增加，成为一种比较干净而性质比较稳定的物质。脱水污泥经堆肥自然风干后直接用于农田，也可进一步加工造粒，制成成品。3.1.1 发展历史现代堆肥化过程虽然是上世纪才发展起来的科学，但原始的堆肥方式很早就出现了，在悠久的历史过程中，农民们一直将这种办法用于制造土壤有机肥料。如将人粪尿、不能食用的烂菜叶子、动物粪便、废物垃圾等经堆肥化转化为肥料。其方法是将待堆有机材料堆成垛，然后在自然条件下分解，直到达到一种“稳定”的状态，即土壤可接受的程度。这种过程很少有或没有人为控制，其产品中可以为土壤提供大量腐殖质物质和以有机状态存在的营养物质（如氮、磷和钾等）。现代的堆肥化过程就是从这种原始的堆肥方式发展而来的，最早的用于混合固体原料的堆肥化方法是由印度的爱德华在1925年提出的，混合物料主要由垃圾、人粪尿、污水污泥、树叶或秸秆和其他一些有机物料组成。1931年，在荷兰、SAW公司对其进行了改进，主要是在搅拌方法上采用起重抓斗车翻堆，而在混合原料堆制过程中，即20180d的时间不做任何处理。几乎在同一时间，德国的Schweihfurt和瑞士的Biel采用了固定式固定床方法，这种方法是将磨碎物料压成块状并堆放约3040天。期间采用自然扩散及气流穿过风管通气，腐熟堆肥经破碎再利用。20世纪30年代，开始采用机械连续生产，在丹麦出现了Dano（丹诺）堆肥装置。其装置采用卧式生物发酵筒，发酵筒在水平方向上呈倾斜放置。七十年代，美国用甜菜、稻壳、木屑作为调理剂和膨胀剂，掺入污泥进行混合堆肥；日本也于同期采用污泥与屎尿混合堆肥，并用谷壳、锯末作为调理剂。八十年代，堆肥处理研究较为活跃，有许多国家用城市垃圾等作为调理剂与污泥混合堆肥，并将堆肥成品用于农业和林业。九十年代初，德国Seavar公司、Bracket Polcon公司的污水处理厂为降低堆肥成本进行了纯污泥堆肥，1994年取得了较满意效果。目前国外污泥堆肥研究较广泛，并有工程实际应用，一些国家还实现了商品化生产。1996年统计美国大约有100座污泥堆肥厂运行；在欧洲约有50座堆肥厂，每年生产20万吨堆肥产品。我国堆肥历史悠久。在垃圾堆肥技术方面，八十年代同济大学等单位进行了较为深入的研究。近些年来，在天津、上海、无锡、北京等地建立了规模不等的城市垃圾堆肥厂。目前，我国垃圾堆肥技术的应用正在由静态发酵向高温快速动态发酵转变，国内有关单位对好氧堆肥工艺的控制因素及指标进行了较为全面的研究，并在实践中得到了应用和发展。在城市污泥与垃圾混合堆肥技术方面，同济大学以堆肥原料的空隙率与堆肥过程评价参数的相关分析进行了城市污泥与垃圾混合堆肥的 配比研究；中国市政华北设计研究院对堆肥工艺参数进行了研究，这都为污泥和垃圾混合堆肥的工厂化和大规模生产提供了工艺技术和设计运行参数。在城市污泥堆肥方面，农业部环保所与天津市污水处理研究所分别用通气式固定剁和立式发酵仓系统对天津市纪庄子污水处理厂的污泥进行堆肥化处理，取得了较好的效果。但目前在污泥堆肥方面尚未进行大规模的生产。3.1.2 工艺原理堆肥是利用各种植物残体（作物秸杆、杂草、树叶、泥炭、垃圾以及其它废弃物等）为主要原料，混合人畜粪尿经堆制腐解而成的有机肥料。堆肥过程是指有机废物在微生物的作用下转化成稳定的腐殖质过程，目前快速堆肥过程是好氧堆肥。好氧堆肥过程是有机物在有氧的条件下，利用好氧微生物所分泌的外酶将有机固体废物分解为溶解性有机物质，再渗入到细胞中。微生物通过代谢活动，把其中一部分有机物氧化成简单的无机物，为生物生命活动提供所需的能量，另一部分有机物转化为生物体所需的营养物质，形成新的细胞体，使微生物不断增殖。堆肥反应是利用微生物使有机物分解、稳定化的过程。在此过程中，放出大量能量。除一小部分用于细胞质合成，提供能量外，其余均以热量的形式放出，使堆层温度升高和蒸发水分，堆层温度可达6070，甚至更高。高温可使城市污水厂污泥中的寄生虫卵、致病菌等杀灭，使污泥达到无害化。堆肥过程中较难分解的纤维素及难分解的木质素等的有机物和新形成的腐殖质(包括了大量的微生物)与灰分混在一起称为堆肥。因此，微生物在堆肥过程中起着十分重要的作用。为了获得优质堆肥，在堆制过程中，千方百计地为微生物的生命活动创造良好的条件，是加快堆肥腐熟和提高肥效的关键。堆肥微生物可以来自自然界，也可利用经人工筛选出的特殊菌种进行接种，以提高堆肥反应速度。堆肥微生物主要有细菌、真菌和放线菌等，而在堆肥过程中堆肥微生物的数量和种群也不断发生变化。堆肥过程大致可分以下3个阶段。第一阶段，堆肥初期常温细菌（或称中温细菌）分解有机物中易分解的糖类、淀粉和蛋白质等产生热量，使堆层温度迅速上升，称为升温阶段。第二阶段，当温度超过50时，常温菌受到抑制，活性逐渐降低，呈孢子状态或死亡，此时嗜热性微生物逐渐代替了常温性微生物的活动。有机物中除易分解的有机质继续被分解外，大分子的半纤维素、纤维素等也开始分解，温度可高达6070，称为高温阶段。第三阶段，温度超过70时，大多数嗜热性微生物已不适宜，微生物大量死亡或进入休眠状态，堆肥过程在高温持续一段时间后，易分解的或较易分解的有机物已大部分被分解，剩下的是难分解的有机物和新形成的腐殖质。此时，微生物活动减弱，产生的热量减少，温度逐渐下降，常温微生物又成为优势菌种，残余物质进一步分解，堆肥进入降温和腐熟阶段。3.1.3 工艺特点好氧堆肥是依靠专性和兼性好氧细菌的作用使有机物得以降解的生化过程，好氧堆肥具有对有机物分解速度快、降解彻底、堆肥周期短的特点。一般一次发酵在412d左右，二次发酵在1030d便可完成。由于好氧堆肥温度高，可以灭活病原体、虫卵和垃圾中的植物种子，使堆肥达到无害化。此外，好痒堆肥的环境条件好，不会产生难闻的臭气。目前采用的堆肥工艺一般均为好氧堆肥，但由于好氧堆肥必须维持一定的氧浓度，因此运转费用比较高。主要技术特点有： 充分利用生物能，节约能耗。污泥中有机物在氧化作用下与好氧菌充分反应，放出热量，使堆肥物料自然产生高温。这种生化反应过程不需施加任何燃料。微生物使小分子有机物分解，大分子有机物降解稳定化，生成有机肥料同时还达到污泥干化减容的目的。好氧发酵过程不产生甲烷等厌氧气体，产生较小的臭味，由于持续高温，杀死病原体和杂草种子，彻底使污泥无害化。 高温发酵生物过程可以生产出高品质的有机肥料，由于污泥中富含N、P、K等营养物质，在好氧菌作用下稳定熟化，易于植物和作物吸收，产品可作园林绿化营养土、垃圾填埋厂回填土或建材原料，如重金属符合农用标准，可进行农业使用。就宁德市市政污水处理厂污泥而言，选择堆肥方法处理脱水污泥既能达到无害化、减量化、稳定化、资源化的要求，又能满足投资及运行成本低、操作管理方便的需要。而且污水处理厂污泥可以不必经污泥消化处理，节约投资。3.2 好氧堆肥技术比选3.2.1 堆肥形式一般按照堆肥运行方式，将堆肥系统分为条垛式堆肥系统、通风静态垛系统、发酵仓（池）式堆肥、筒仓式堆肥和容器式堆肥工艺。1、条垛堆肥条垛（Windrow）堆肥是最古老的堆肥方法之一。它是将堆肥物料堆成条垛状装置，在好氧条件下进行发酵。垛的断面可以是梯形、不规则四边形或三角形。条垛式堆肥的特点是通过定期翻堆来实现垃圾堆体中的有氧状态，一次发酵周期为13个月。条垛式系统的优点是：所需设备简单，成本投资相对较低；翻堆使堆肥易于干燥，填充剂易于筛分和回用；长时间的堆腐使产品的稳定性相对较好。目前的条垛式堆肥系统多建设堆肥厂房，使温度条件和工作环境都得到提高。条垛式堆肥系统一直被广泛采用，尤其是在美国和加拿大等有足够土地面积的国家。据美国1993年普查，在321个堆肥厂中条垛式系统占21.5%；1993年加拿大全国121个运行的堆肥厂中，有90个是条垛式系统。2、通风静态垛通风静态垛(Aerated Static Pile)系统由美国马里兰州的Beltsville农业研究与服务实验站研发的，最初用于污水厂污泥的好氧堆肥。研究人员在条垛式系统加上了通风系统，成为强制通风静态垛系统。强制通风静态垛系统的优点是：设备投资相对较低；与条垛式系统相比，温度及通风条件得到更好的控制。堆腐时间相对较短，一般为45周；产品稳定性好，能更有效地杀灭病原菌及控制臭味。由于堆腐期相对较短、填充料较少，因此占地也较少。但是通风静态垛系统堆肥易受气候条件的影响。例如，雨天会破坏堆体的结构。与条垛式系统相比，在足够大体积、合适的堆腐条件下，通风静态垛系统受寒冷气候的影响较小。强制通风静态垛系统在美国使用最普遍，1993年的普查中321个堆肥厂中有136个强制通风静态垛系统，占总量的42.3%。3、发酵仓式堆肥不再采用条垛式堆肥的露天堆肥方式，而是把发酵槽设置到厂房或隧道仓中，堆肥工艺根据处理构筑物形式分为隧道式发酵仓和阳光棚发酵槽两类。1) 隧道式发酵仓隧道式发酵仓堆肥装置是封闭式矩形断面的隧道。发酵槽是相互独立的隧道式结构，物料在发酵过程和翻堆时产生的臭气和粉尘，通过废气收集管道利用引风机抽出并送到臭气处理单元进行集中处理。根据所处理物料量的多少来确定发酵仓的尺寸和数量。发酵的翻堆作业采用翻堆机或装载机，在发酵仓的底部要设置通风管道，通过风机向发酵仓内强制通风，保证氧气供应。隧道式发酵仓堆肥周期为1425天，堆肥温度为6070。2) 阳光棚发酵槽阳光棚发酵槽方式，充分利用太阳能来提高发酵槽内温度，其优点是在保证温度低的冬天也能正常发酵的同时不需要耗费过多的能量。发酵槽式堆肥是通过翻堆机搅拌并使物料后移，翻堆机可以采用双螺旋式、链板式、搅拌式或铣盘式。发酵槽底部同样需要设置通风管道，通过风机送风来保证堆肥过程所需的氧气供应。堆肥物料在入槽后3天以内会达到45，槽内温度达到55以上要持续7天左右，堆肥周期为1220天。4、筒仓式堆肥筒仓式堆肥的发酵仓结构相对简单，一般为钢筋混凝土结构，深45米单层圆筒形或矩形发酵仓。其上部通常设有进料口，堆肥物料从仓顶加入，下部通过螺旋出料机出料，在发酵仓底部用高压离心机强制通风，通过仓底的蜂窝状散气管保证仓内的氧气供应，根据发酵物料的温度、水分等生产参数的变化，开启风机向发酵仓内曝气或抽出废气，以维持仓内利用好氧发酵分解物料的有机物。物料堆肥温度为6070，周期大约为2030天。筒仓式堆肥是一种非常成熟的发酵技术，具有占地面积小、机械化程度高、处理量大、无二次污染等优点。30年前美国就已经开始应用这种技术，我国国内很多堆肥厂也采用该类型或改进型，如常州、无锡、杭州等地堆肥厂，且运行稳定并取得较好成果。3.2.2 供气形式 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。污泥堆肥的目的之一是降低其水分含量。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。堆肥供氧方式有自然通风供氧，机械强制通风供氧和翻堆供氧。自然通风供氧是依靠空气自表面的自然扩散向堆体供氧，氧气的供给与空气向堆层扩散的阻力有关，此种供氧形式虽不需动力消耗，但氧的扩散速率较小，氧向堆体扩散深度较浅，因此堆体高度较低，宽度较小时可采用此法，堆体较大时，堆体内部不能保证供氧充分。强制通风供氧有两种形式，一种是用通风机向堆体下部鼓风；一种是自堆体底部抽风，新鲜空气由堆体表层进入堆体。鼓风供氧，堆体表层温度较高，堆体表面易达到无害化，但废气不易收集；抽风供氧，此种供风形式，臭气收集容易，但堆体表层温度较低，堆体表层无害化较难。抽风机由堆层抽吸的气体含有大量的水汽及腐蚀性气体，在管道中被冷凝成小水滴，此种具有腐蚀性的小水滴对抽风机的高速旋转的叶轮产生较大的腐蚀作用，抽风机易损坏。翻堆供氧，是靠翻堆机翻倒堆体时将气体带入堆体，污水厂污泥好氧堆肥由于污泥C/N低，污泥中易降解有机物不如城市生活垃圾那样丰富，因此污水厂污泥堆肥一般发酵温度较低，维持在55以上的高温时间比较短，在堆肥初期，堆体空隙中的氧一般只能维持0.51.0小时，而靠堆体一周翻倒2次，达不到好氧发酵的目的，如果翻倒次数增加，每翻倒一次，堆层温度下降510，翻倒次数增加，堆体温度上不去，发酵温度低，有机质降解速度慢，有机质氧化分解产生的热量少，堆层温度更低，会发生恶性循环，最终导致堆肥失败或达不到无害化的要求。翻堆的优点是可使水分容易散发，使堆料在翻倒过程中发生破碎。3.2.3 技术比选几种主要堆肥方式的比较详见表3-1：表3-1 几种主要堆肥方式的比较表序号项目条垛堆肥通风静态垛堆肥发酵仓式堆肥（槽式）筒仓式堆肥1设备费用小小稍大小2占地大较大小小3土建费用稍大较大小大4自动化程度高一般高一般5堆肥周期稍长长短稍长6对环境影响小大小小7工人的劳动程度小大小较大8运行费用低一般低高根据国内外目前堆肥工艺的使用情况、宁德市的自然条件和社会经济发展状况， 综合以上分析，本方案推荐采用发酵仓式堆肥（槽式翻抛机加曝气好氧堆肥）形式。发酵仓尺寸的设计需要综合考虑多种因素：(1)堆料的宽度和高度受翻抛机性能的影响；(2)堆料的高度影响风机的压力及堆肥的效果；(3)发酵仓的容积最好同一次的堆肥量相关联，即一天的堆肥料能填满一个发酵仓。工程选用翻抛机要求发酵槽宽度为5m，翻抛机的翻抛深度为2m，确定发酵仓净深为2.2m，根据物料量及场地情况，确定发酵仓长度为35m。发酵仓的数量受发酵周期的影响，本工程设计发酵周期为14天，发酵仓个数确定为72个。3.3 工艺流程本工程采用发酵仓式堆肥（槽式翻抛机加曝气好氧堆肥）处理工艺，工艺流程如下：秸秆脱水污泥回填料混料机混合物含水约55%翻堆、发酵通风排放生物吸附成品除臭风机外运图3-1槽式翻抛机加曝气好氧堆肥工艺流程图3.3.1 前处理工序原料的预处理：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。其次，由于有机物好氧发酵必要的基本条件：一是要有空气，二是要有能迅速分解有机物的微生物。污水厂脱水污泥含水率一般在80%左右，是粘性很高的块状物，污泥好氧堆肥处理要使氧气与污泥能充分接触。因此，必须对污泥进行水分调节，加入辅料，使粘性块状的污泥变成松散小颗粒污泥，同时污水厂污泥C/N较低，加入木屑等辅料还有调节C/N的作用，使好氧发酵在最佳最快的条件下进行，使废气中氨气减少到最低程度。此外，为加速生物降解速度，根据污泥与辅料的变化，在物料中适时适量地加入生物菌种，物料在进入一次发酵的发酵仓前需经过与辅料混和、接种、破碎等工序，再由自动布料机均匀送入一次发酵仓发酵。污泥混合机、破碎机采用全封闭，不产生臭气等二次污染，同时采用全封闭污泥移动贮仓可以调节污泥运送与处理速度之间差异。3.3.2 高温好氧发酵过程发酵仓采用矩形仓体，仓的一侧设置出料机（或装载机）进出的门，底部设置供风管道强制通风，以保证好氧发酵进行。发酵仓内物料设计堆高2m，其上可再覆盖0.20.3m的堆肥产品，既可使表面维持较高温度，又起生物脱臭的作用，减少发酵仓的二次污染（又称为在线臭气控制措施）。全发酵过程是静态堆置、静态翻堆，主要分为二个阶段：高温好氧快速降解阶段和通风脱水稳定阶段。在第一个阶段，主要控制供氧量（供风控制）和温度不低于55；第二个阶段，则主要控制通风量、翻堆次数，确保污泥含水率快速下降。全程发酵时间控制在14天左右。3.4 工艺设计本工程设计总规模200 吨/日（含水率80%），一期工程规模100吨/日。工艺设计按总规模进行计算，生产构筑物按总规模一次性建成，设备按一期规模安装。3.4.1 堆肥工艺参数 堆肥原料污水厂含水率80%的脱水污泥（可以不必经污水厂消化处理）。辅料为堆肥产品回料、木屑、秸秆、园林废弃物等。辅料来源广泛，就以秸秆为例，本方案每年需秸秆、木屑量仅8212.5t，秸秆添加物来源充分。而且秸秆、木屑主要用于工程的启动阶段，在有堆肥产品后，将以堆肥产品做辅料代替秸秆、木屑，年秸秆、木屑用量远小于8212.5t，此时秸秆、木屑仅在需要时起调节C/N时添加。 第一阶段发酵主要控制参数高温好氧发酵时间：7天污泥与辅料混合后进料含水率：5060%污泥与辅料混合后进料粒径：20mm进料碳氮比：1015风量：0.050.2m3/minm3堆层风压：3.06.0KPa控制温度：55以上维持5天以上 第二阶段发酵主要控制参数第二阶段时间：7天翻堆频率：每日12次供风形式：持续供风耗氧速率0.1% O2/min出料含水率：45%3.4.2 生产构筑物 料仓及混料间建设料仓及混料间一座，用于脱水污泥的临时贮存，以及前处理阶段进行混料使用。车间为轻钢结构合建单层厂房，全封闭形式，内设置抽排风系统，以防止车间内恶臭气体影响操作人员的健康。污水厂脱水污泥（含水率80%）通过螺旋输送机出料口直接进入移动污泥贮仓，每个贮仓设计贮量为3t左右，通过拉臂车移动。移动贮仓数量为45个，主要满足夜间产出污泥贮存问题以及空箱周转问题。污泥通过移动贮仓转移后，进入预处理阶段，配备污泥给料机、辅料给料机、混合机、物料破碎机、输送机等设备。车间总建筑面积1920m2。 发酵车间建设发酵车间一座，用于预处理后的均匀泥粒进行好氧堆肥使用，为工程主体生产车间。发酵车间为轻钢结构单层厂房，车间为全封闭形式，内设置抽排风系统，以防止车间内恶臭气体影响操作人员的健康。完整发酵周期为14天。发酵仓共设72座，每天使用4座，发酵仓按6排布置，总建筑面积7500m2。发酵仓采用长方形钢筋混凝土仓体，每仓尺寸为1652.5m(长宽高，下同)，仓内堆放发酵原料平均高度为2.0m，有效尺寸1552.0m，有效容积150m3(0.2m为堆肥覆盖层)，6排布置，每排12仓。发酵仓相对的一侧敞开，供出料机（装载机）进出，且共用中间进出料通道。风机的风量、风压计算主要依据2008年7月30日试行城市污水处理厂固态污泥高温好氧发酵处理基本技术规定中的相关技术规定。发酵仓每天进料按污泥：回料：（木屑或其他辅料）体积比=1：（01）：（10.05）加入，堆料总体积约为450m3。物料堆高2.0m（0.2m覆盖层）。初始阶段木屑或其他辅料添加量较高，随污泥腐熟成品不断增加，逐步由回料取代辅料。在第一阶段发酵，由于进入发酵仓的污泥有机物含量高，因此风量取每立方物料0.225m3/minm3，鼓风机需要供风量为4050m3/h、风压3300Pa。在第二阶段发酵期，有机物大部分降解，需要的风量降低，此时可以将通风时间由连续通风变为间歇通风，通风次数和翻堆时间应保证发酵在最适宜条件下进行。 秸杆储存间秸杆储存间采用轻钢结构单层厂房，用于存放前处理过程需要的秸杆、木屑等。本工程秸杆需要量为24t/d，容重以0.4t/m3计，体积约为60m3，堆放的物料高度可以为2.5m左右，每日堆放所需的占地面积为24m2。由于本工程正常运行时不经常需要秸杆，因此堆放需要的时间以30天计，则所需仓库有效面积720m2。 仓库仓库采用轻钢结构单层厂房，用于存放腐熟堆肥产品，腐熟堆肥产品的日产量35t/d，容重为0.52t/m3，体积约为70m3，堆放的物料高度可以为2.5m左右，每日堆放所需的占地面积为30m2，堆放需要的时间以30天计，则所需仓库有效面积900m2。 生物除臭池本方案采用生物滤池法进行除臭，通过向臭源喷洒生物菌种将异臭空气集中输入有微生物菌种的反应设备（如生物滤池或土壤法），利用生物菌种分解异味分子而达到脱臭目的，同时也有抑制细菌作用，此法同样需集中排气系统，且反应设备（生物滤池等）占地较大。另外微生物菌种对环境温度有要求，在冬季气温较低时活性降低，使用效果下降。生物滤池脱臭装置是一种采用洗涤和生物过滤联合方法达到脱臭的装置。由于臭气成份的复杂性和特殊性，仅仅采用某一种单一的治理方法，要达到比较理想的效果是较困难的，所以采用两种或两种以上的联合脱臭的方法是必要的。洗涤生物滤池过滤联合脱臭装置。它是一种既能治理某些特定的恶臭气体，又能灵活的仅通过变换洗涤吸收药剂、生物过滤床填料和微生物菌种来治理复杂的混合臭气，达到事半功倍的治理效果。除臭生物滤池采用成套设备，包括臭气收集系统、除臭风机、生物滤池及散水装置，除臭风量为5.0万m3/h，总占地面积700m2。3.4.3 机械设备总设计规模为200m/d（混合物料约为600m/d），一期工程100 m/d（混合物料约为300m/d）。进料污泥的含水率在80%，辅料的含水率一般在20%45%，回料（堆肥产品）颗粒度一般在20mm以下。（一）主要机械设备根据工艺流程，处理厂配置的机械主要有： 进料、给料区a、螺旋给料机污泥及辅料由运输车辆分别卸入受料仓，由给料机二根螺旋杆向外送料，螺旋驱动电机转速可调，可使给料量根据需要变动。流程中设置了三台螺旋给料机，一台用于污泥给料，二台用于辅料给料。 混合区a、螺旋混合破碎机螺旋混合输送机将由给料机送来的污泥和辅料进行混合和破碎，螺旋混合输送机设置了二个辅料加入口，以便于辅料与污泥能充分的混合、破碎（破碎后粒径20mm）。b、输送设备在混合区内，污泥采用螺旋输机运输，而辅料采用皮带运输机运输。 发酵仓布料区发酵仓共设72个，每侧布置24个，每个仓长（进深）16m，宽5m，物料堆高2m。发酵仓进料采用仓顶皮带均匀布料方式，出料则采用装载机出料。发酵仓均匀布料机主要是将混合破碎后污泥均匀地向各发酵仓输送、堆放，满足工艺要求的堆放高度。 发酵仓出料发酵仓出料全部采用装载机实现。（二）设备主要技术参数及总装机容量 污泥给料机螺旋直径：400mm,双螺旋布置给料生产率：1020m(可调)/h污泥给料机工作时两个螺旋独立运转，交叉使用。功率：5.5kw2=11kw 木屑（回料）给料机a使用有轴螺旋叶片，其余同污泥给料机。 木屑（回料）给料机b同木屑（回料）给料机a。 螺旋输送机为无轴螺旋输送机,螺旋直径400,螺旋长度4m。输送生产率：20m/h功率：4kw 皮带输送机a带宽：650mm输送长度：4m带速：0.8 m/s最大生产率：130 m/h驱动功率：2.2kw 皮带输送机b同皮带输送机a。 螺旋混合输送机无轴螺旋直径：430mm输送长度：8m处理能力：20 m/h电机功率：11kw 物料破碎机数量：3台处理能力：15 m/h出料粒径：20mm功率：4.0kw 皮带输送机c带宽：800输送长度：46m驱动功率：15kw 双向皮带输送机带宽：800输送长度：7.5m驱动功率：2.2kw2 移动皮带运输机a带宽：800输送长度：40m皮带驱动功率：11kw移动驱动功率：2.2kw 桥式均匀布料机布料输送带功率：2.222.2kw行走电机功率：1.5kw2合计功率：9.6kw 移动式皮带输送机b同移动式皮带输送机a。 桥式均匀布料机b同桥式均匀布料机a。 装载机型号：ZL30工作质量：10500kg斗容：2.0m发动机功率：92kw/2200rpm额定载荷：3000kg最大牵引力：100kN最大掘起力：93.5kN轮胎规格：17.5-25最小转变半径：6000mm整机宽度：2300mm最高车速：33km/h整机高度：3225mm卸载高度：2900mm 电子地磅称：称重30t,3m9m 离心风机：风量1800m3/h，风压3500Pa，1.1kW/台，72用2备。 流量计：风量中值1800m3/h，72用2备。 开关控制箱：6台 厂内运输车：4辆3.4.4 平面布置处理厂平面按总规模200吨/日布置，总用地面积31.95亩。 厂区平面布置原则厂区平面布置遵循如下原则：功能分区明确，构筑物布置紧凑，减少占地面积。考虑近、远景结合，便于分期建设，并使近期工程相对完整。流程力求简短、顺畅、避免迂回重复。变配电间布置在靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。厂区绿化面积介于2030%，总平面布置满足消防要求。交通顺畅，使施工、管理方便。厂区平面布置除了遵循上述原则外，具体应根据城市主导风向、工艺流程特点及厂址地形、地质条件等因素进行布置。既要考虑合理、管理方便、经济实用，还要考虑建筑物造型、厂区绿化及与周围环境相协调等因素。 厂区平面布置详见总平面布置图（附图1）。厂区用地指标表3-1 厂区主要指标项目单位数量备注总用地m221300.11200 t/d构筑物用地m213689.5864.27%道路用地m21497.397.03%绿化用地m26113.1328.70%3.5 主要工程量表表3-2 主要生产构筑物一览表序号建、构筑物名称规格结构形式数量单位备注1料仓及混料间60x32x5m轻钢结构厂房2座2发酵车间100x50x5m轻钢结构厂房2座3仓库50x20x5m轻钢结构厂房2座4秸杆储存间35x15x5m轻钢结构厂房2座5除臭生物滤池F=700m2钢结构2座表3-3 主要机械设备一览表项目设备名称单位总数量一期安装1移动贮泥仓台45202污泥给料机台313木屑（回料）给料机a台214木屑（回料）给料机b台215螺旋输送机台316皮带输送机a台217皮带输送机b台218螺旋混合输送机台319物料破碎机台3110皮带输送机c台3111双向皮带输送机台3112移动皮带运输机a台3113桥式均匀布料机a台3114移动式皮带输送机b台3115桥式均匀布料机b台3116装载机台3117电子地磅称台2118离心风机风量1800m3/h风压3500Pa台753519流量计台753520开关控制箱套6321厂内运输车辆63 第4章 工程估算及成本分析4.1编制范围及编制依据本方案工程为福建省宁德市政污水处理厂污泥处理工程（200t/d），一期设备按100 t/d规模安装，要建、构筑物包括：秸秆粉碎棚、混料间、好氧堆肥车间、筛分及成品棚、综合楼、控制室、变配电室、生物除臭滤池、消防及生活水泵房等，不包括污泥的收集运输系统，估算系根据本工程方案、类似工程及有关资料进行编制。4.2定额依据1)福建省市政工程预算定额和工程量计算规则2)福建省建筑和装饰工程预算定额和工程量计算规则3)福建省安装工程预算定额和工程量计算规则4) 福建省市政工程预算组合定额5) 福建省工程造价