固体废弃物课程设计.doc

一、任务书城市垃圾堆肥化处理课程设计（65吨/天）1.1设计参数城市生活垃圾的含水率40%，密度，灰分。要求日处理量为65吨/天。二、工艺流程四、堆肥工艺的选择4.1前处理城市生活垃圾前处理集成系统由装载机、垃圾破袋分选匀料设备、皮带输送机、破碎机、磁选机、精选机和人工分拣组成，它整合了原前处理系统中由人工进行的大件垃圾分选和行车、抓斗、给料机、板式输送机、筛分设备、皮带输送机等设备的全部功能。以下简要介绍垃圾前处理集成系统的工作原理和过程。装载车以一定的时间间隔不断将原生垃圾送入开放式破袋分选机的前端部，被垃圾覆盖和与垃圾有效接触的滚筒在转动过程中将垃圾向相邻的下一个滚筒拨送。这一过程连续向后复制，延续到所有滚筒。在这个过程中，同时实现大小垃圾袋的破袋和多级筛分。破袋有两种形式，一种是滚筒上的刀刃拨动袋装垃圾时，袋装垃圾在自重、其他垃圾的挤压、碰撞作用和挡板的阻碍作用下，被刀刃划破包装袋；另一种方式是当袋装垃圾处于两根滚筒之间时，垃圾袋被差速转动的刀刃撕裂。破袋的同时有一定破碎作用 垃圾的分类是这样实现的：当垃圾在滚筒组上面被向后拨送时，一类粒度的垃圾成分从1级滚筒组的滚筒之间进入下面的1号集料器；二类粒度的垃圾和少许一类粒度的垃圾进入2号集料器；其余的垃圾进入L形栅格板，三类粒度的垃圾从栅格之间的间隙进入3号集料器；剩下的大块垃圾翻越L形栅格板的短边进入大件垃圾收集槽，为4号垃圾。4.2发酵 当前，在城市生活垃圾处理方面已形成了特点各异、数量众多的堆肥处理方法。我国生活垃圾堆肥技术经历了上世纪5060年代农村沤肥阶段，上世纪7080年代小型实验堆肥推广项目阶段，及现在机械化、规模化、自动化大型堆肥处理工程阶段，处理技术日臻完善。目前以堆肥方式处理城市生活垃圾主要采用条堆式、仓式、槽式、装置式发酵工艺；污泥堆肥工艺分为好氧发酵与厌氧发酵两种。厌氧发酵工艺由于有机物分解缓慢、发酵周期长(46个月)、占地面积过大而不适合大规模的工业化污泥处置。现代工艺大多采用好氧堆肥，它具有有机物分解率高、堆肥周期短、气味较小的优点，代表了堆肥工艺发展的主流。目前国内外正在研究开发的污泥好氧发酵堆肥技术都是采用进料、搅拌、通气、出料同时进 行的高效发酵工艺装置，其核心是好氧发酵槽。发酵槽按照形状可分为四类：立式多段发酵槽、筒仓式发酵槽、卧式旋转发酵槽、卧式敞口发酵槽，其性能比较见表1。表1各类发酵槽的性能比较发酵槽形式 立式多段 筒仓式 卧式旋转 卧式敞口 进出料方式 顶部进料、底部出料 分批进出料 连续进出料 连续进出料 混合方式 分层跌落混合 螺旋杆搅拌 转动混合 机械搅拌 生产能力 大 中大 小 中 占地面积 小 小中 中 中 可操作性 技术成熟、设备复杂不易操作 设备简单、易于操作 技术成熟、易于操作 技术成熟、设备复杂不易操作 动力消耗 强制通风、能耗高 强制通风、搅拌，能耗最高 自然通风 、能耗低 强制通风、搅拌，能耗最高 建设费 设备复杂、投资高 设备投资较高 设备简单、投资低 设备投资较高 从表1可以看出，卧式旋转发酵装置可操作性强、容易形成规模化、建设投资低、动力消耗小，符合高效、低耗的环保节能原则。4.3后处理经过二次发酵后的物料中，几乎所有的有机物都已破碎和变形，数量也有所减少，已成为粗堆肥。然而，城市生活垃圾堆肥时，在预分选工序没有去除的塑料、玻璃、陶瓷、金属、小石块等杂物依然存在，因此，还要经过一道工序以去除这类杂物，并根据需要，如生产精制堆肥等，则应进行再破碎过程。 净化后的散装堆肥产品，既可以直接销售到用户，施于农田、果园、菜田，或作为土壤改良剂，也可以根据土壤的情况、用户的要求，在散装的堆肥中加入氮、磷、钾添加剂后生产复混肥，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于贮存4.4脱臭恶臭的常规治理技术 从最初的扩散稀释、水洗，发展到传统的吸附、焚烧、化学吸收，直至新兴的生物脱臭、光催化氧化、臭氧氧化、等离子体分解等除臭技术，恶臭的治理不外乎是借助于物理、化学、生物手段，或其联合工艺，通过稀释中和、吸收转化或生物降解等过程，减轻或消除之。 恶臭的常规防治技术（如表1所示）各有其优势和局限。物理法只适宜处理低浓度、范围小的恶臭，且成本较高；化学法除臭不持久，除臭设施投资和运行费用高；生物法虽成本低廉，效果好，但菌种的筛选培养较为困难，见效稍慢。因此，应根据填埋场恶臭的特性、强度和除臭要求等，选用合适的治理技术，或采取联合工艺，以最大程度地降低恶臭，减少污染。 表1恶臭的常规防治技术方法名称原理及特点物理法掩蔽中和法按比例混合两种有气味的气体，以减轻恶臭该法难以直接获得脱臭效果，成本高稀释扩散法用烟囱扩散臭气，或以无臭的空气将其稀释至可排放的浓度需建烟囱，能耗大 冷凝法将恶臭物质冷凝为液体除去该成本高，适于经过预处理的、浓度高，流量大的臭气 水吸收法操作简单，投资和运行成本较低对不溶于水的恶臭物质净化效果不好，会产生废液吸附法吸附剂有活性炭、硅胶、活性白土等脱臭效率高，但吸附容量小、有二次污染化学法化学洗涤法添加NaClO、Cl2等氧化剂，将臭气中的有机硫和有机胺类等物质氧化成臭味较轻或溶解度较高的化合物，然后用酸、碱吸收净化适用范围广，但废液需要处理O3氧化法利用臭氧的强氧化作用，将臭气氧化至无臭或低臭对氨无效果，运行费用高光催化氧化TiO2类催化剂在光照下，可产生高化学活性的、可杀菌除臭的O与-OH投资少、高效稳定、无二次污染，但对废气的预处理要求较高，并受到催化剂固定方式的影响热力燃烧法在高温(760)下可较彻底将污染物净化，并可回收热量但其投资与运行费用昂贵，仅适用于较小气量与较高浓度的场合，若反应室的结构稍有不佳，则脱臭不完全催化燃烧法将燃气与臭气混合，于300500通过催化剂床层效率高空时短，催化剂易中毒生物法生物过滤法利用细菌、真菌、放线菌等微生物，将臭气中的有机成分降解为CO2、H2O等物质生物吸收法利用生物洗涤塔和曝气池中的活性污泥，有效地吸附分解臭气，达到除臭目的土壤堆肥法将污泥、垃圾、粪便等混合，通过好氧发酵抑制臭气的产生装置紧凑、脱臭效率高矿化垃圾法将臭气通过由矿化垃圾构建的生物滤床该法取材易，成本低，效果好，前景好 投加药剂法利用各种微生物制剂的特殊功效，快速降解臭气适用于各类环卫设施，简单方便联合法联合几种工艺，以满足较高的脱臭要求。如化学吸收吸附、生物过滤活性炭吸附串联工艺等4.5贮存贮存阶段：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。五、堆肥工艺的选择2.2.1工艺的原理 高温堆肥是在有控制条件下，利用微生物对垃圾中的有机物进行生物化学分解，使其变成一种具有良好稳定性的腐殖土状物质的过程。有机垃圾是堆肥微生物赖以生存、繁殖的物质条件，根据堆肥过程中起作用的微生物对氧气的不同需求，垃圾堆肥分为好氧堆肥和厌氧堆肥两种工艺。 好氧堆肥过程中微生物活动产生并释放的热量大，使堆体温度迅速升高，达到的温度高且高温持续时间长，有利于垃圾的无害化，堆肥使用好的安全性。两种工艺进行对比比较，好氧堆肥工艺相应具有分解物质彻底、发酵周期短、产生恶臭污染小、宜于机械化作业、对建构物要求低等特点，是目前世界上有机垃圾堆肥处理的主要方式，我国目前建成投产的堆肥厂垃圾发酵全部为好氧方式，我们也还是采取好氧堆肥处理的工艺。 工艺方案比较 从垃圾发酵过程中堆肥物料所处的状态上区分为静态堆肥和动态堆肥，动态堆肥是机械翻动使垃圾充分与氧气接触达到腐熟的目的，也可辅以强制通风，有连续动态和间歇动态两种形式。静态好氧堆肥是在静止的条件下通过强制通风或自然对流通风使垃圾中维持一定氧含量并腐熟垃圾达到无害化的目的（见表2）。 好氧堆肥的通风供氧大多采用强制通风。对不同好氧堆肥形式的比较主要从过程的可控制性、基建设备投资、能耗、二次污染的控制、运营成本等方面进行。从工艺本身、机械化程度、处理效果和污染控制等方面来看，间歇动态箱式好氧堆肥工艺和DANO筒工艺具有明显的优点，但从基建投资和运营成本和对操作技术水平的要求来看，静态仓式好氧堆肥工艺则较好。 利用静态或动态工艺生产出来的堆肥产品，具有较高的有机质含量，但是由于垃圾本身的局限，有效N、P、K养分的含量并不突出，只能充当土壤改良 表2静态堆肥与动态堆肥的比较 剂使用，提供土质改变和作物生长的有机质，不能达到理想的肥效施用效果。由于这些方面的原因，我们要重新定位垃圾堆肥的发展，不能单纯的就将提高垃圾堆肥的品质和肥效作为主要方向，要通过垃圾堆肥达到垃圾处理的减量化和垃圾的稳定性，有效地把垃圾堆肥和垃圾焚烧、填埋工艺结合，实现垃圾处理的目标。期间通过分选等方法提高堆肥垃圾的有机质含量，增加垃圾堆肥的肥效，根据市场的需求，合理发展垃圾复合肥的生产。 六、设计计算一级发酵仓设计为混凝土结构，共11个仓，每个仓为16m（长）6m（宽）6m（高），每仓容纳一天的堆肥垃圾。发酵仓顶敞开式，沿发酵仓顶纵向布置3个2.7m（长）1.8m（宽）的进料口。仓下采用通风沟通风并收集和导流渗滤液。仓顶附有喷淋装置，根据堆肥堆体内垃圾含水率的变化随时喷洒水或收集的渗滤液调节垃圾发醇时的水分。仓顶设抽风系统，将发酵过程产生的臭气集中抽出处理，同时有利于堆体通风。堆肥系统设控制监测系统，监测发酵温度、水分、通风量等参数，以监控发酵程度。初级发酵时间为10天。 初级发酵好的垃圾用装载机送到200吨垃圾分选系统，垃圾经板式给料机进入破袋式滚筒筛、磁选、皮带输送机人工分选。回收垃圾中可利用的金属、塑料，分选后的筛上物进入焚烧系统，筛下物进入次级发酵车间。分选车间针对垃圾回收，专设日处理400吨原垃圾的分选设备，垃圾通过板式给料机进入破袋机、磁选、人工分选后填埋。 次级发酵车间是厂房式，60m（长）30m（宽）8m（高）的轻钢屋架结构，面积1800m2。次级发酵的垃圾经皮带输送机和装载机布料，自然堆放于车间，自然通风使垃圾进一步熟化稳定。 堆肥原料:（1） 堆肥原料应是城市生活垃圾和其它可作为