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robinsonheli.com.cn | 文章來源：微元公司 | 作者：gzwybio | 發(fā)布日期：2014-11-11 23:01:54 | 點擊：7898
標簽：堆肥發(fā)酵
堆肥化是利用自然界廣泛存在的細菌、放線菌、真菌等微生物，有控制地促進固體廢物中可生物降解的有機物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的生物化學(xué)過程。堆肥化制得的產(chǎn)品稱為堆肥。根據(jù)微生物生長的環(huán)境可將堆肥化分為好氧堆肥化和厭氧堆肥化兩種。
堆肥化是利用自然界廣泛存在的細菌、放線菌、真菌等微生物，有控制地促進固體廢物中可生物降解的有機物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的生物化學(xué)過程。堆肥化制得的產(chǎn)品稱為堆肥。根據(jù)微生物生長的環(huán)境可將堆肥化分為好氧堆肥化和厭氧堆肥化兩種。由于厭氧堆肥化具有堆制周期過長、產(chǎn)生異味、分解不夠充分等缺點，因此現(xiàn)代化堆肥工藝通常采用好氧堆肥化。部分小城鎮(zhèn)地區(qū)也建議采用好氧堆肥化。
好氧堆肥化是在有氧存在的條件下，以好氧微生物為主降解、穩(wěn)定有機物的無害化處理方法。由于具有發(fā)酵周期短、無害化程度高、衛(wèi)生條件好和易于機械化操作等特點，好氧堆肥法在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。
堆肥化基本工藝流程
好氧堆肥工藝由前處理，主發(fā)酵（亦可稱一次發(fā)酵，一級發(fā)酵或初級發(fā)酵）、后發(fā)酵（亦可稱二次發(fā)酵、二級發(fā)酵或次級發(fā)酵）、后處理、脫臭及貯存等工序組成。
一、前處理
生活垃圾中往往含有粗大垃圾和不可堆肥化物質(zhì)，這些物質(zhì)會影響垃圾處理機械的正常運行，降低發(fā)酵倉容積的有效使用，使堆溫難以達到無害化要求，從而影響堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量。前處理的主要任務(wù)是破碎和分選，去除不可堆肥化物質(zhì)，將垃圾破碎在12～60mm的適宜粒徑范圍。
二、主發(fā)酵
主發(fā)酵可在露天或發(fā)酵倉內(nèi)進行，通過翻堆攪拌或強制通風來供給氧氣，供給空氣的方式隨發(fā)酵倉種類而異。發(fā)酵初期物質(zhì)的分解作用是靠嗜溫菌（生長繁殖最適宜溫度為30～40℃）進行的。隨著堆溫的升高，最適宜溫度45~65℃的嗜熱菌取代了嗜溫菌，能進行高效率的分解，氧的供應(yīng)情況與保溫床的良好程度對堆料的溫度上升有很大影響。然后將進入降溫階段，通常將溫度升高到開始降低為止的階段稱為主發(fā)酵期。生活垃圾的好氧堆肥化的主發(fā)酵期約為4～12d。
三、后發(fā)酵
碳氮比過高的未腐熟堆肥施用于土壤，會導(dǎo)致土壤呈氮饑餓狀態(tài)。碳氮比過低的未腐熟堆肥施用于土壤，會分解產(chǎn)生氨氣，危害農(nóng)作物的生長。因此，經(jīng)過主發(fā)酵的半成品必須進行后發(fā)酵。后發(fā)酵可在專設(shè)倉內(nèi)進行，但通常把物料堆積到1～2m高度，進行敞開式后發(fā)酵。為提高后發(fā)酵效率，有時仍需進行翻堆或通風。在主發(fā)酵工序尚未分解及較難分解的有機物在此階段可能全部分解，變成腐殖酸、氨基酸等比較穩(wěn)定的有機物，得到完全成熟的堆肥成品。后發(fā)酵時間通常在20～30d以上。
四、后處理
經(jīng)過二次發(fā)酵后的物料中，幾乎所有的有機物都被穩(wěn)定化和減量化。但在前處理工序中還沒有完全去除的塑料、玻璃、陶瓷、金屬、小石塊等雜物還要經(jīng)過一道分選工序去除。可以用回轉(zhuǎn)式振動篩，磁選機，風選機等預(yù)處理設(shè)備分離去除上述雜質(zhì)，并根據(jù)需要進行再破碎（如生產(chǎn)精制堆肥）。也可以根據(jù)土壤的情況，將散裝堆肥中加入N、P、K添加劑后生產(chǎn)復(fù)合肥。
五、脫臭
在堆肥化工藝過程中，會有氨、硫化氫、甲基硫醇、胺類等物質(zhì)在各個工序中產(chǎn)生，必須進行脫臭處理。去除臭氣的方法主要有化學(xué)除臭及吸附劑吸附法等。經(jīng)濟實用的方法是熟堆肥氧化吸附的生物除臭法。將源于堆肥產(chǎn)品的腐熟堆肥置入脫臭器，堆高約0.8～1.2m，將臭氣通入系統(tǒng)，使之與生物分解和吸附及時作用，其氨、硫化氫去除效率均可達98％以上。
六、儲存
堆肥一般在春秋兩季使用，在夏冬兩季就需積存，因此，一般的堆肥化工廠有必要設(shè)置至少能容納6個月產(chǎn)量的貯藏設(shè)施，以保證生產(chǎn)的連續(xù)進行。
典型好氧堆肥工藝系統(tǒng)
一、條垛式系統(tǒng)
條垛式是堆肥系統(tǒng)中最簡單最古老的一種。它是在露天或棚架下，將堆肥物料以長狀條垛或條堆堆放，在好氧條件下進行發(fā)酵。垛的斷面可以是梯形、不規(guī)則四邊形或三角形。條垛式堆肥的特點是通過定期翻堆來實現(xiàn)堆體中的有氧狀態(tài)。條垛式堆肥一次發(fā)酵周期為1～3個月。這種堆肥化由預(yù)處理、建堆、翻堆和儲存四個工序組成。
條垛式系統(tǒng)的優(yōu)點是：所需設(shè)備簡單，成本投資相對較低；翻堆使堆肥易于干燥，填充劑易于篩分和回用；長時間的堆腐使產(chǎn)品的穩(wěn)定性相對較好。
條垛式系統(tǒng)的缺是：占地面積大，堆腐周期長，需要大量的翻堆機械和人力，需要更頻繁的監(jiān)測，才能保證通氣和溫度要求。由于條垛式堆肥是開放系統(tǒng)，翻堆會造成臭味的散發(fā)，影響周圍環(huán)境。運行操作受氣候影響大，雨季會破壞堆體結(jié)構(gòu)。冬季則造成堆體熱量大量散失、溫度降低等問題。
二、強制通風靜態(tài)垛系統(tǒng)
強制通風靜態(tài)垛系統(tǒng)不同于條垛式系統(tǒng)之處在于堆肥過程中不是通過物料的翻堆而是通過強制通風方式向堆體供氧，它能更有效地確保高溫和病原菌滅活。在此系統(tǒng)中，在堆體下部設(shè)有一套管路，與風機連接。
穿孔通風管道可置于堆肥場地表面或地溝內(nèi)，管路上鋪一層木屑或其他填充料，使布氣均勻。然后在這層填充料上堆放堆肥物料，成為堆體，在最外層覆蓋上過篩或未過篩的堆肥產(chǎn)品進行隔熱保溫。
強制通風靜態(tài)垛系統(tǒng)的優(yōu)點是：設(shè)備投資相對較低；與條垛式系統(tǒng)相比，溫度及通風條件得到更好的控制；堆腐時間相對較短，一般為2～3周；產(chǎn)品穩(wěn)定性好，能更有效的殺滅病原菌及控制臭味；由于堆腐期相對較短、填充料相對較少，因此占地也相對較少。但是通風靜態(tài)垛系統(tǒng)堆肥易受氣候條件的影響。例如，雨天會破壞堆體的結(jié)構(gòu)。與條垛式系統(tǒng)相比，在足夠大體積、合適的堆腐條件下，通風靜態(tài)垛系統(tǒng)受寒冷氣候的影響較小。
三、反應(yīng)器系統(tǒng)（發(fā)酵倉系統(tǒng)）
裝置式堆肥系統(tǒng)，是將堆肥物料密閉在發(fā)酵裝置（如發(fā)酵倉、發(fā)酵塔等）內(nèi)，控制通風和水分條件，使物料進行生物降解和轉(zhuǎn)化。也稱反應(yīng)器系統(tǒng)、發(fā)酵倉系統(tǒng)等。發(fā)酵裝置的種類繁多，除了結(jié)構(gòu)形式不同外，主要差別在于攪拌發(fā)酵物料的翻堆機不同，大多數(shù)翻堆機兼有運送物料的作用，目前國內(nèi)外各類發(fā)酵裝置有：池型（箱式）發(fā)酵池、立式發(fā)酵設(shè)備、筒倉式發(fā)酵設(shè)備、水平式發(fā)酵設(shè)備、組合式發(fā)酵系統(tǒng)等。
同條垛式系統(tǒng)和強制通風靜態(tài)垛系統(tǒng)相比，反應(yīng)器堆肥系統(tǒng)設(shè)備占地面積小，能進行很好的過程控制，堆肥過程不受氣候條件的影響，可對廢氣進行統(tǒng)一收集處理，防止環(huán)境的二次污染，解決了臭味問題。但也存在明顯的不利因素：首先是堆肥的投資和運行費用及維護費用很高。由于堆肥周期較短，堆肥產(chǎn)品會有潛在的不穩(wěn)定性，堆肥的后熟期相對延長，由于機械化程度高，一旦設(shè)備出現(xiàn)問題，堆肥過程即受影響。
通過以上分析可知，強制通風靜態(tài)垛系統(tǒng)操作運行費用較反應(yīng)器系統(tǒng)（發(fā)酵倉系統(tǒng)）低，堆肥周期及占地小于傳統(tǒng)條垛式系統(tǒng)，因而比較適合西部小城鎮(zhèn)地區(qū)經(jīng)濟、技術(shù)水平現(xiàn)狀，值得在這些地區(qū)進行推廣。
堆肥廠主要設(shè)備
垃圾堆肥廠的主要設(shè)備包括預(yù)處理裝置，各種發(fā)酵設(shè)備，后處理設(shè)備和防治二次污染設(shè)備等。
預(yù)處理設(shè)備：在預(yù)處理工序中，物料的粗分選可采用螺旋篩、振動篩分機、圓盤篩分機、干燥型比重分選機、多級比重分選機、半濕式分選破碎機、分選機、磁選機、鋁選機等。
主要經(jīng)濟指標及其參考值
垃圾堆肥化的建設(shè)投資和運行費用介于垃圾衛(wèi)生填埋和垃圾焚燒之間。西部小城鎮(zhèn)地區(qū)新建堆肥廠投資估算指標可控制在10～20萬元/噸。堆肥廠建設(shè)工期指標控制在6～10個月。靜態(tài)好氧堆肥發(fā)酵過程和輸送過程（燃料消耗折合為電耗）中的電耗應(yīng)小于10KWh/t垃圾處理量；動態(tài)好氧堆肥發(fā)酵過程和輸送過程（燃料消耗折合為電耗）中的電耗應(yīng)小于20KWh/t垃圾處理量。新建堆肥廠運行成本指標控制在30～60元/噸。
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