【《某污泥堆肥工艺方案的选择分析案例》8500字】

I目录 1 1 2 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 7 8 8 8 9 9 10 11 11 11污泥进入一次堆肥发酵槽之前需要与调理剂混合以调节初始物料含水率和C/N之后方能进行堆肥。前处理包括粉碎，原料贮存，运输以及混合几个步骤。其具体流程是：污泥由脱水机房直接进入污泥仓，其他物料斗式提升机进入各自筒仓内，哥哥筒仓由震动给料机按比例给料，再经由皮带输送机进入混合机；污泥直接由螺旋出料机进入混合机进行混合。预处理系统需要的设备：稻壳破碎机，振动给料机，螺旋输送机，污泥混合机，皮带输送设备，斗式提升机，原料贮存筒仓。表1.1预处理设备设备名称数量功能堆肥物料混合机5堆肥物料的混合皮带输送机10物料的运输斗式提升机5物料的提升震动给料机1回流物料给料螺旋给料机5污泥输送地磅3原料称重污水处理厂产生的污泥经过地磅称量后卸入存料间暂时储存。然后用抓斗和给料机经皮带运输到物料混合间，运用稻壳糠作为调节剂，调节污泥的C/N和含水率。混合好的物料经过破碎然后用卡车运输到主发酵系统进行好氧发酵。条垛堆肥技术是最古老原始的土壤堆肥方法技术之一。它基本原理是利用将各种堆肥物料堆集成条垛状装置，在空气好氧条件作用下进行肥料发酵。垛板的断面形态可以看做是正梯形、不规则倒四边形或正三角形。条垛式堆肥工艺的一个特点也是能通过连续定期地翻堆来达到实现在垃圾堆体土壤中微生物的完全有氧代谢状态，一次的发酵反应周期通常约为1~3个月。条垛式堆肥系统具有的共同优点之一是：所需生产设备结构简单，成本与投资费用相对应较低；翻堆使堆肥剂易于脱水干燥，填充剂也易于破碎筛分处理和再生回原用溶剂；经过长时间稳定的堆腐反应使该产品性能的相对稳定性保持相对地较好状态；操作简单灵活，适合多种原料一起堆肥[15]。条垛式堆肥系统存在的一般缺点是：容易同时收到恶劣气候等影响因子，系统占地面积太大等，堆肥周期长。通风静态堆垛式系统最早由代号美国或马里兰州的公司Beltsville农业研究与服务实验站公司研发出的，最初仅用于处理污水处理厂的污泥中的高好厌氧堆肥。研究工作人员们在条垛式系统前面加上设置了强制通风系统，成为第一个强制的通风静态堆垛式系统。强制的通风静态堆垛式系统设计的明显优点主要是：设备及投资要求相对都较低；与条垛式系统产品相比，温度控制及内部通风透光条件均得到较更好有效的综合控制。堆腐的时间要求相对也较短，一般多约4~5周左右；而且产品稳定性更好，能实现更有效迅速地有效杀灭土壤病原菌繁殖及有效控制土壤臭味。由于其堆腐期限相对要求较短、填充土料用量较少，因此实际占地损失也一般较少。但是通风透光静态垛系统堆肥较易受当地气候条件差异的综合影响。隧道式发酵仓中的堆肥装置通常都是利用具有封闭式断面或矩形断面而构造出来的隧道。发酵过程仓槽物料间一般是一个有大量相互独立联系或独立密闭空间组成的隧道式半密闭空间结构，物料间及其管道在运输整个发酵与反应发酵过程的堆积材料和翻料堆放物料之时而可能产生了大量有害的酸性臭气混合物和其它有害颗粒粉尘，通过废气管道的直接收集装置或管道系统直接的利用引风机系统进行抽出并通过泵送系统到进行酸性臭气混合收集处理过程的单元设备上再进行物料间集中和回收处理。根据每次其发酵所吸收及处理掉的固体物料量数的变化多少换算而来合理的计算确定好了整个发酵仓槽段的实际几何尺寸大小位置和物料数量。发酵仓区域的机械翻堆作业设备可以直接采用大型液压自动翻堆操作机械车或专用的装载机，在每个发酵仓内壁的最上底部面也均要至少按设计规定要求设置了一条循环通风专用管道，通过排尘风机来定期地向整个发酵仓区域范围内进行作强制的循环通风，保证仓室内的氧气能够有效供应。隧道式发酵仓堆肥周期为14~25天，堆肥温度为60~70℃。阳光棚发酵槽道的这种方式，充分利用了利用太阳能来发电原理来有效帮助提高通过了阳光发酵后的发酵槽道空间内的空气温度，其一重要的优点之一则也是可实现在无法有效保证室外空气温度太过低冷的寒冷大冬天空间中也可照样在能有效保持正常的阳光发酵气候条件下的同时而又不需要再另外的耗费过多的额外消耗的太阳光能量。发酵的槽式堆肥系统通常要求是将物料预先通过翻堆机而被快速搅拌堆积起来并又可使发酵物料迅速向后滑移，翻堆机系统还同时可以选择同时的采用双螺旋式、链板式、搅拌式或铣槽盘式。发酵槽盘的最底部也还需要同样的需要而考虑到设置有一条通风的管道,通过风机来自动地送进的风气来以达到保证整个发酵或堆肥过程系统中的所需有足够高的温度氧气的供应。堆肥物料温度通常只有在入贮料槽室发酵完后的约第3天的温度范围以内温度才会开始逐渐升温达到最高约摄氏45度℃，槽室内发酵的最高温度要持续达到最高约55℃及以上温度通常都要持续至少要持续到约7℃/月左右，堆肥周期为12~20天。筒仓式发酵堆肥法生产的发酵料仓结构型式一般相对于更为复杂简单，一般都采用为双层钢筋混凝土结构，深约为4米~5米以上的单层圆筒形仓或为双层矩形发酵仓。其主要设备是上部或两侧部分通常要分别各自设有或多个的进入排料口，堆肥物料上层主要靠从整个发酵料仓顶壁进行加入，下部料主要依靠通过螺旋出料机来进行螺旋出料，在整个发酵的料仓内仓底部主要依靠用另一台高压离心机进行作强制循环冷却或通风，通过连接到仓底下部的蜂窝状气体扩散进入出料气管中以达到保证在整个物料仓底区域内的有效的强制循环或氧气源的供应,根据整个发酵结束时物料环境中的空气相对温度、水分与蒸发速率等各项物料生产及技术参数变化产生的动态温度变化，开启循环风机即可直接地向物料底部及发酵物料仓底内进行循环曝气或循环风机抽出废气，以达到维持发酵料仓底内物料持续有效利用的好效氧发酵分解物料底部上残留的挥发性有机物。物料堆肥温度范围通常大约为60~70℃，周期为20~30天。槽式物料堆肥系统一般也是可以直接地将被堆肥物料直接堆放在一个形状相对较长的浅一些而又略稍窄了一点的也被通常我们所称的作为“槽”墙体槽壁的通道范围内，通道墙体槽壁的最正对上方可通过架设的多台自动翻堆机也同样可定期自动的对翻堆的物料进行定期自动进行的自动的翻堆，槽壁墙体的最上底部处所铺设的有自动风机曝气设备的通风管道也则也可自动定时进行对翻堆料的定期的进行的自动进行通风除尘及曝气，是国内一款首次将自动恒温可控和自动恒温通风设备安装与无需人工值守定期自动进行翻堆施肥工作相结合设计起来生产的自动堆肥系统。槽式堆肥系统是静态堆肥和条垛堆肥的又一次进步。槽式堆肥系统的优点：堆肥周期短，操作简单灵活。槽式堆肥系统的缺点：占地面积较大。以上几种好氧堆肥系统的比选表1.2好氧堆肥工艺的比选污泥的一次发酵是整个污泥好氧堆肥工艺的关键步骤，污泥的二次发酵是在一次堆肥的基础上进一步陈化腐熟，再这一期间有机物会进一步分解，物料经进一步分解会达到稳定，堆体的温度接近环境温度，最后达到熟化。二次发酵的时间与一次发酵的时间相比起来略长，一般来说，二次发酵的时间为20-30天。本设计在设计计算是选取15天进行计算。因为污泥通过一次堆肥，有机物分解及水分蒸发，物料会变的较为干燥和疏松。二次发酵采用自然堆放的方式进行。结合上表第1.1节可知工艺及技术任务书技术要求内容可知，槽式堆肥，静态式堆肥系统和筒仓式堆肥技术都可能是最可直接满足工艺任务书工艺要求条件的一种工艺，但需考虑关系到生产经济，场地要求等其他因素，一次发酵可以选择槽式动态堆肥发酵系统，二次发酵应选择自然通风的静态式堆肥发酵系统。两次发酵分解反应阶段均未完全进行结束阶段后，用带式铲车输送机及其与皮带给料机直接结合作用而自动组成连续的皮带给料系统首先直接将堆垛料块直接送进搅拌机并被送进至上颚细破碎机中并进行破碎筛分至物料厚至12mm厚度之下，然后剩余物料则再被直接地由皮带运输机直接送至振动筛板上再进行破碎和筛分，将其中大部分未能全部被完全化分解掉的粉状塑料渣屑和含有较大固体块积物料的和其他的松散颗粒状杂物进行破碎并除去，筛上物随后被运往废料填埋场中重新填埋，筛下物料最后将经过由专用皮带运输机直接送料运往专用细碎玻璃分选机破碎并直接将其中袋料的细碎玻璃颗粒分选出来，然后直接将其剩余袋堆肥产品直接运输送至专用精细玻璃破碎机前进行机械筛分破碎处理完成后将再被运往专用打包机仓内再对其袋装堆肥产品再次重新分拣打包并破碎完毕后被直接运入该产品的专用密闭贮存设备槽室间进行密封包装贮存。表1.3后加工主要设备设备名称数量功能粉碎机5成品粉碎振动筛3筛分打包机3成品打包输送皮带若干输送经过发酵后的物料可以作为散装肥料可以直接销售到用户，施撒适宜于城乡广大地区农田、果园、菜田，或仅用于作为其中一种农业土壤改良剂，也因此就可以实现随时或根据中国各地土壤质量改良技术的推广实施推广情况、用户要求等的实际施肥管理要求，在散装式生产的全腐熟的堆肥袋子中加入的一定数量的氮、磷、钾添加剂并拌匀处理后生即产出的复混肥,做成袋装产品，既能更快捷便于散装产品包装运输，也就可更加便于农户日常收集贮存，而且该产品肥效性能将更佳。根据设计任务书的要求，本设计在后处理中主要是把经过发酵后的产物进行检测，达标后对产品进行包装，销售。在污泥填埋厂的好氧堆肥工艺过程实施之中，当地温度下的氧气浓度过于饱和充沛之处时，好厌氧微生物就可能会直接的把被填埋厂污泥土层中的残存大量的土壤有机质进行氧化并分解，同时有可能会产生进一步的释放散发出来并带有一定的化学刺激性物质的有毒或者恶臭气体；当人们机体正常供入溶氧能量极度不足之时，有机被污染之物质就又可能会急剧加速的被机体各种有害厌氧或致病有害微生物快速的吞噬分解，从而进一步氧化并产生含大量的有刺激性酸臭味气体组成的一系列有毒且不很稳定之完全无害有机产物[16]。所以，不管是供氧源充足还是供氧量不足都会容易产生臭气，但是，在供氧源不足的实际情况条件下，有机物会主要分解为致臭物质[17]。在垃圾堆肥过程空气中产生出的垃圾臭气不仅还会继续污染堆肥厂及其周边居民的市容环境及其卫生，同时它也可能会持续造成严重大气污染，更将会大大影响其周边区域市民群体的基本身心健康状态和正常生活质量。臭气土中其主要的含有气体物质元素之一主要是氨气，臭气土的发散代表伴随着土壤氨气资源的严重流失，这无疑会最终造成化肥堆料品中有机质的无机氮元素含量将显著大幅度下降，使其堆肥产品自身的有机营养价值大幅度降低，农用产品价值也变得差。在污泥的堆肥化过程管理中，有以下两种臭气污染减排处理的常用方法，其一主要是过程优化控制，通过优化改良控制堆肥物料的最佳配比，堆体容积的孔隙率，改善通风透光情况等[18]。另一种做法是实施末端废气控制，即及时收集废渣并有效处理在堆肥过程中产生大量的废臭气，使在其排放达到规定排放限量标准时后才能再大量排放。两种污泥除臭技术方法优缺点分析相比之下，过程中的控制方法可以直接做到最有效程度的遏制污泥好厌氧堆肥处置的过程污泥中残留的氨臭等气味物质的二次氧化生成扩散污染与污染物再次污染排放，既是可以达到真正地达到了污泥的保释氮量和污泥除臭效果的两个最终目的，又是可以做到大大的改善社区周边群众工作学习的卫生环境，降低了污泥排放对城市周边区域和农村社区环境质量恶化的一些潜在影响[19]。在生产堆肥过程中，由于生产堆肥物料局部泄漏或经过某小段一定时间范围内微生物的局部厌氧或发酵过程会导致产生臭气源的再次产生，所以还必须有专门技术对生产堆肥物料排气部位进行二次除臭和处理来避免产生二次废气污染现象的重复产生。堆肥过程中产生恶臭的臭气成分极为复杂，主要污染成分一般有液氨、硫化氢、胺类物等，而且这各种气体成分中的臭量成分和臭味性质很不确定，所以在本工程设计里将考虑运用生物滴滤池系统对堆肥臭气进行生物脱臭分解处理，将排放从卧式发酵罐滚筒桶内溢出的堆肥臭气通过用风管系统集中处理收集后直接通入生物滴滤池过程中再利用生物法分解技术除去臭气系统中含有的有害恶臭分子。表1.4除臭工艺对比除臭方法优点缺点生物除臭管理方便，效果稳定，费用低对臭气的性质有要求化学除臭占地面积较小有二次污染隐患活性炭吸附法除臭设备操作简单，费用少运行费用高，不适合高浓度臭气结合表1.2各种除臭方法的优缺点来看，本设计选择生物滴滤池来除臭。综上所述，本设计的除臭处理系统选生物滴滤池来处理。在有氧条件下，好氧发酵是利通过利用体内微生物能量的分解吸收，氧化反应分解氧化等氧化过程，将所吸收后的这一部分有机物能通过一系列氧化反应逐步转化还原成一种无机物，并逐步将这种微生物维持生长等活动过程所需消耗的所有能量都进行分解释放掉的反应过程，而还没有分解进行分解氧化释放的这些有机物能则继续合成到细胞质，为体内微生物细胞提供更加良好稳定的微生物繁殖生活条件，从而可产生出更多优良的生物体[20]。好的氧堆肥还具有它对大分子有机物得分解得速度快，降解较彻底，周期相对短等得特点。一般一次发酵分解得周期大约为4-15d，二次分解发酵分解的得周期则为10-30d。高温污泥发酵降解过程中可以快速出产一种高品质无公害的生态有机复合肥料，由于高温污泥分解中还含有了大量有益的微生物N、P，等微量营养物质，在多种好氧菌等的长期作用环境下能够稳定地熟化，产品主要可用来作各种园林的绿化营养土，建筑原料有机肥等，如若土壤重金属含量超标符合有关农业标准，可长期进行无公害农业使用。（1）好氧发酵的工艺还能迅速灭杀污泥垃圾中附着的细菌病原体真菌和各种杂草，达到污水无害化。（2）好氧污泥发酵脱水工艺能快速降解出污泥颗粒中含的几乎大部分有机物，并能够使污泥中的污泥含水率迅速降解到接近40%，达到了减量化。（3）土地可以利用好氧堆肥后的产品。（4）不需要添加额外的加热装置，成本低。（1）污泥泥质相对不稳定，其中含重金属颗粒难以实现稳定化，使用泥面较小。（2）占地面积多大。（3）堆肥过程废气中产生出大量有毒的酸臭气，污染城市周边地区环境。污泥的好氧堆肥工艺流程主要包括：前处理，一次发酵，二次发酵，后处理，储藏。前处理主要包括分选破碎，加入调理剂，其目的是降低含水率，调节C/N，改善污泥的特性使其达到污泥混合原料的要求。一次发酵主要包括中温过程，高温过程，中温需氧型微生物在中温阶段占主导地位，对蛋白质，糖类等易降解的有机物进行降解，周期大约是2-3d。在高温阶段，嗜热的真菌和放线菌逐渐成为优势菌，对难降解的有机物进行降解，此阶段分解速率最高，最高温度可达70℃以上，在此高温条件下，病原细菌和虫卵被杀死，从而使污泥达到卫生标准，此过程周期一般为3-10d。二次发酵是指在一次发酵的基础上，在停止强制通风的自然通风条件下，对剩余的难降解的有机物进行进一步的去除，此阶段周期一般为20-30d[1]。后处理阶段是腐熟污泥进一步去除杂质，粉碎和筛选后得到精制的含水率在30%，C/N在15-20左右的污泥成品。最终进行合理的储藏，保持良好的通风，防止闭气受潮。图1.1好氧堆肥工艺流程图1.从城市周边地区收集稻壳经过粉碎贮存备用。

2.将脱水污泥、稻壳糠与回流物料(约20%)按照一定比例混合，使含水率达到设计要求后进入堆肥反应系统。在确定堆料组成时，根据物料衡算，以含水率为基准，并以C/N比进行适当调整。堆料含水率的适宜范围55~70%，CN比设定为20~30：1。

1.污泥还可以继续在生物堆肥反应器系统中反复循环以进行到最后一次完全生物分解发酵,一次全生物降解发酵的循环反应过程通常能至少持续到至少持续15天~20天,物料温度逐渐升高至可达60℃，有机物就可开始被充分迅速氧化分解,水分损失大量和减少,病原菌芽孢细胞和其它大量的杂草种子菌也开始被完全充分氧化杀灭。

4.一次发酵后进入二次发酵，再静态停留20~30

天，物料充分腐熟后，成为松散颗粒状。

5.经过约30天的发酵过程，物料含水率降至40%以下，其中一部分作为物料回到堆肥系统与新进料混合；另一部分经过包装后作为有机肥料出售。供气是好氧堆肥过程中必不可缺的一个步骤。供气的作用主要有三个方面：（1）为堆贮于动物体内的有害病原微生物大量繁殖并提供大量新鲜的氧气。如果成堆的物体堆内的微生物提供的有效氧气含量仍明显存在不足,微生物还将长时间处于某种极端的厌环氧的生长代谢状态，使酸性物质氧化降解的反应和速度也大为的减缓，产生的诸如H2S等臭气，同时使堆体温度下降。(2)可调节室内照明温度，堆肥也是同样需要防止由于高温微生物反应而产生所需要产生的一定温度的持续高温，但是，对于一个快速的生产和堆肥场所来讲，必须时刻注意要避免高温产生的长时间和以上温度的持续的高温，温度如果无法控制这样长时间的高温度问题那我们就要靠强制地进行高温通风和控制高温来逐渐加以改善解决。(3)散除水分，污泥堆肥化的直接目的方法之一则是尽量降低了其表面水分含量。在堆肥过程的中前期，通气作用主要也是用来提供微生物O2以帮助降解大分子有机物，在整个堆肥工程的中后期，则也应尽量加大其通气量，以充分冷却堆肥过程及带走多余水分，达到整个堆肥体积、重量明显减少下来的目的。堆肥场供氧主要方式主要有机械自然循环通风系统供氧，机械强制循环通风系统供氧方式和人工翻墙堆场供氧。（1）自然扩散对流循环通风式循环供氧系统它是按主要动力依靠于空气形成的一种自堆层表面开始进行的对流和自然顺向气流扩散的速率而向整个堆体循环炉供入的氧，氧气源的这种直接自然供给循环方式也与外界空气动力对流向整个堆层的扩散循环过程引起的自然气流阻力高低大小有关，此种自然循环的供入氧系统形式设计上虽又几乎都不需靠外部的动力而作任何消耗，但对其氧源产生的直接自然对流扩散循环的速率则往往变化较小，氧向整个堆体内扩散沙的埋藏深度常相对于较地表短浅，因此若当堆体高度一般均较于地面深低，宽度亦通常亦较于浅小时则均可考虑适当的采用此法，堆体容积相对较大之时，堆体的内部条件通常也不能完全有效地保证使其能供空出之氧充分。（2）采用强制抽通风系统供新鲜氧气一般主要有以下这两种的主要工作形式，一种作业方法则是压缩空气先用通风机器直接送入向上部堆体的最上下部的抽鼓风管供气口；另外再一种作法则即是由压缩式空气自堆体下部的最底部开始强制的抽风，新鲜的压缩空气后再逐渐由向底部从堆体表层开始抽风并进入到上层堆体。鼓风后直接