城镇垃圾堆肥化处理技术(编辑修改稿)

城镇垃圾堆肥化处理技术(编辑修改稿)内容摘要：

上升 ,最大可达 7. 8左右。 随着有机质的分解基本完成 , pH 值又逐渐下降 ,最终 稳定在中性范围 内。 3. 3 堆制过程中 有机质的变化 图 3 有机质与时间的变化曲线 从图 3可知 ,有机质 总趋势是逐渐减少 ,在堆肥 0～ 10天 ,有机质 下降幅度小 ,在 11～ 15天 ,有机质的 下降幅度增大 ,减少了 23% ,在 16～ 25天 ,有机质 下降幅度减少 ,最终有机质含量基本稳定在 50%左右。 这是因为堆肥升温期 ,微生物数量相对较少 ,有机物降解缓慢。 在堆肥高温阶段 ,有机物降解迅速。 堆肥降温期 ,微生物活性下降 ,有机物降解缓慢。 3. 4 堆制过程中 全氮含量的变化 图 4 全氮与时间的变化曲线 从图 4 可知 ,全氮的含量随着堆肥的进行 ,呈逐渐下降的趋势。 在堆肥 0～ 10天下降幅度较小。 在 10～ 20天 ,下降得最多 ,总氮的损失较多。 堆肥后期逐渐稳定。 在堆肥过程中发现渗出水的产生 ,因此可以造成氮素一定量损失。 氮素的损失主要是 有机氮 不断转化为氨态氮 , 氨态氮的累积引起 NH3挥发造成的。 3. 5 堆制过程中 氨氮、硝态氮含量的变化 图 5 氨态氮、硝态氮与时间的变化曲线 从图 5可知生活垃圾堆制后 ,堆制样品中氨氮含量呈现下降的趋势 ,尤其在 10～ 20天 氨氮含量 下降 幅度较大 ,之后基本趋于稳定。 硝态氮 含量呈现 上升 的趋势 ,尤其在 0～ 15天硝态氮含量上升幅度较大 ,之后基本趋于稳定。 3. 6 堆制过程中 C /N比的变化 图 6 C /N与时间的变化曲线 从 图 6可以看出 , C /N比的 下降趋势不明显 ,并且在堆肥后期 C /N比没有稳定趋势。 这可以有 两个原因 : ⑴好氧堆肥过程中 ,氮的损失影响着 C /N,试验的 pH值变化范围基本维持在7～ 8的范围内 ,基本可以保持使微生物有效发挥作用的 C /N,因而 C /N的下降趋势均不明显。 ⑵由于进行的是 好氧堆肥试验 ,微生物需要在氧气充足的条件下才能保持较高的活性 ,使得微生物的新陈代谢活动旺盛 ,分解碳量和氮量的速率比较一致。 4 结论 ⑴堆肥的温度总趋势是先上升后下降 ,明显地呈现出堆肥的三个温度阶段 : 0 ～ 11 天为升温期。 12～ 19天为高温期 , 20～ 25天为降温期 ,并且温度在 55℃以上的时间为 8 天 ,符合国家堆肥卫生标准。 ⑵ pH值总趋势先下降后上升再下降 ,最终稳定在中性范围内。 ⑶有机质总趋势是逐渐减少 ,在 11 ～ 15天 ,有机质的下降幅度最大 ,下降了 23% ,堆肥后期有机质含量基本稳定在 50%左右。 ⑷全氮含量呈逐渐下降的趋势。 在 10～ 20天 ,下降得最多。 堆肥后期逐渐稳定。 ⑸氨氮含量呈下降的趋势 ,在 10～ 20天氨氮含量下降幅度较大。 硝态氮含量呈上升的趋势 ,在 0～ 15天硝态氮含量上升幅度较大。 ⑹ C /N比下降趋势不显著。 (四 ) 典型 好氧堆肥工艺系统 （ 1） 条垛式 系统 条 垛式是堆肥系统中 最简单最古老 的一种。 它是在露天或棚架下，将堆肥物料以长状条垛或条堆堆放，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堆体中的有氧状态。 条垛式堆肥一次发酵周期为 1～ 3 个月。 这种堆肥化由预处理、建堆、翻堆和储存四个工序组成。 条垛式系统的优点是： 这是一种 经济式堆肥系统 所需设备简单， 操作方便 ,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 ,适合于对环境要求较低的地区使用。 条垛式系统的 缺 陷 是：占地面积大，堆腐周期长，需要大量的翻堆机械和人力，需要更频繁的监测，才能保证通气和温度要求。 由于条垛式堆肥是开放系统，翻堆会造成臭味的散发，影响周围环境。 运行操作受气候影响大，雨季会破坏堆体结构。 冬季则造成堆体热量大量散失、温度降低等问题。 （ 2） 强制通风静态垛 系统 强制通风静态垛系统不同于条垛式系统之处在于堆肥过程中 不是通过物料的翻堆 而是 通过强制通风方式向堆体供氧 ，它能更有效地确保高温和病原菌灭活。 在此系统中，在堆体下部设有一套管路，与风机连接。 穿孔通风 管道可置于堆肥场地表面或地沟内，管路上铺一层木屑或其他填充料，使布气均匀。 然后在这层填充料上堆放堆肥物料，成为堆体，在最外层覆盖上过筛或未过筛的堆肥产品进行隔热保温。 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 2～ 3 周；产品稳定性好，能更有效的杀灭病原菌及控制臭味；由于堆腐期相对较 短 、填充料相对较少，因此占地也相对较少。 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。 （ 3） 反应器 系统（发酵仓系统） 装置式堆肥系统，是将堆肥物料 密闭在发酵装置 （如发酵仓、发酵塔等）内，控制通风和水分条件，使物料进行生物降解和转化。 也称反应器系统、发酵仓系统等。 发酵装置的种类繁多，除了结构形式不同外，主要差别在于搅拌发酵物料的 翻堆机 不同，大多数翻堆机兼有运送物料的作用，目前国内外各类发酵装置有：池型（箱式）发酵池、立式发酵设备、筒仓式发酵设备、水平式发酵设备、组合式发酵系统等。 同条垛式系统和强制通风静态垛系统相比，反 应器堆肥系统设备 占地面积小 ，能进行 很好的过程控制 ，堆肥过程 不受气候条件的影响 ，可对 废气进行统一收集处理 ，防止环境的二次污染，解决了臭味问题。 但也存在明显的不利因素：首先是堆肥的投资和运行费用及维护 费用很高。 由于堆肥周期较短，堆肥产品会有潜在的不稳定性，堆肥的后熟期相对延长，由于机械化程度高，一旦设备出现问题，堆肥过程即受影响。 通过以上分析可知， 强制通风静态垛系统 操作运行费用较反应器系统（发酵仓系统）低，堆肥周期及占地小于传统条垛式系统，因而 比较适合西部小城镇 地区经济、技术水平现状，值得在这些地区 进行推广。 (4)隧道式堆肥系统 混合垃圾通过全自动化进出料装置进入封闭式高效发酵隧道，由计算机软件控制发酵过程，整个发酵过程分一次发酵和二次发酵，全部在隧道中进行，最大限度地使营养成分转化为氮磷钾等形式，具有占地面积小、用人少、无臭味散发、全天候工作、处理量大、效率高等特点，处理能力可达 100， 000720， 000 吨 /年。 (5)集装箱式堆肥系统 用于处理生活垃圾、工业垃圾、污泥和园林垃圾中的有机组分，将其转化为高级腐殖质产品。 由计算机控制处理过程中的温度、湿度、通风系统和废气净化系统 ，大大缩短腐期。 模块化的系统设计使设备的处理能力可达 30， 000 吨 54， 000 吨 /年。 适合于小城市小规模的垃圾处理，同时具有移动性，利于回收投资。 (五 ) 案例 案例一 国内最大的垃圾堆肥厂 ——南宫堆肥厂 南宫堆肥厂 是一座国内高自动化、大规模的现代垃圾堆肥厂。 南宫堆肥厂占地面积 63000 平米， 南 宫堆肥厂采用先进的 强制通风隧道式耗氧发酵 技术处理垃圾。 日处理垃圾能力为 400 吨，每年可处理垃圾 14 万吨，垃圾主要来源于马家楼垃圾转运站，每天约 300 吨、小武基转运站的 15—60 毫米的堆肥垃圾，每天约100 吨。 堆肥垃圾进厂后进行称重计量，布料机把垃圾送入 30 个主发酵隧道，每个发酵隧道 200 立方米，垃圾经过 2 个星期的高温发酵后，垃圾体积可降解 30—40%，传送系统把发酵的垃圾转送到后熟化区，再进行 3 个星期的熟化，经过筛分分成垃圾肥和残渣，残渣运到安定填埋场填埋，垃圾肥转入最终熟化区再进行 3 个星期的熟化，再经 过一系列筛分制成 0—12 毫米的 成品垃圾肥。 南宫堆肥厂在生产过程中对产生的 气体 ，如氨气、硫化氢等有害气体通过生物过滤有效地加以控制；生产中产生的 污水 ，在生产中循环使用；生产车间采用全封闭式作业，避免了噪声和粉尘对环境的污染；环境和垃圾肥定期进行检测，有关指标都符合国家标准。 三 厌氧生化处理工艺 厌氧生化处理工艺 是在缺氧情况下，利用自然界固有的微生物厌氧菌（特别是甲烷菌），将垃圾中有机物作为它的营养源，经过甲烷菌的新陈代谢生理功能，将垃圾中 有机物转化为沼气和沼肥 的整个生产工艺过程，通称 “有机 物垃圾厌氧消化作用 ”。 近年来 ，欧洲各国 如德国的林德公司、法国的瓦洛嘎公司都是 采用厌氧消化技术处理生活垃圾。 2020 年 8 月至 10 月，上海市先后在上海宝山区和普陀区正式动工两座日处理量600 吨和 800 吨的 生活垃圾处理厂 ，都是采用国际先进的干式或湿式 厌氧生化技术 ，经分拣后的有机垃圾经过厌氧罐内 20～ 25 天的厌氧消化工艺，可将有机垃圾进行资源化、能源化处理，转化为 生活燃气（沼气） 和 有机肥 （沼液和沼渣经过生物菌的再次生化反应，可以产生肥效较高的 复合有机肥 或 活性有机肥 ）。 垃圾中有 机物经过微生物厌氧菌分解发酵过程分为 液化、酸化、产甲烷 三个阶段。 ① 在液化阶段 ，厌氧菌种利用胞外酶对垃圾有机物进行 酶解 ，使固态物变成 可溶于水的物质 ； ②在 产酸阶段 ，则依靠产酸菌将上述可溶物生成 酸性中间物 ； ③ 产甲烷阶段。