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厨余垃圾、餐厨垃圾堆肥系统设计方案

厨余垃圾堆肥系统设计方案
一、 厨余垃圾好氧堆肥工艺流程

二、 工艺方案介绍
1、配料混合阶段：按照堆肥技术要求添加一定的结构性材料及辅料，如甘蔗渣、玉米秸秆等。混合均匀。
2、原料的发酵堆肥阶段：本项目采用二次发酵堆肥方式，周期一般用20天。一次发酵是好氧堆肥的中温与高温两个阶段的微生物代谢过程，具体从发酵开始，经中温、高温然后到达温度开始下降的整个过程，一般需要10—12天，高温阶段持续时间较长。本项目采用现代条垛式堆肥技术，条垛的高度、宽度及形状随原料特性调整。高度取2—4m,高度取1.5m，长度根据具体场地而定，暂定30m.
本项目拟定强制通风，设有鼓风机、鼓风自动控制系统。
二次发酵指物料经过一次发酵后，还有一部分易分解和大量难分解的有机物存在，需将其送到二次堆肥厂，堆成1—2米高的条堆垛进行二次发酵并腐熟。当温度稳定在40℃左右时即达腐熟。
本方案设有除臭系统。（待定）
3、后处理阶段：腐熟肥料经筛分设备进行选择，符合深加工要求的材料按照要求进行肥料的深加工，具体程序有：破碎、筛分、造粒、烘干冷却、计量包装等。对不符合肥料深加工要求的料进行填埋处理。
三、 主要的设备
秸秆粉碎机一台（粉碎能力：2.5~3.5t/h）、混料机一辆，翻抛机(主体设备)，装载机一辆（斗容积0.75m³，N=45kW）、自动卸料运输车一辆、金属温度计（量程100℃，金属杆长度1-1.5m）20只。
注：暂时未列肥料深加工阶段设备。
四、 堆肥车间设计
根据本项目的选址（在垃圾填埋厂隔壁），环境要求不高，在满足工艺的基础上选择敞开式（仅有顶棚）车间结构。尺寸36m×30m×4.5m
敞开式车间结构涉及地面硬化、轻钢结构厂房主体、阳光板结构顶棚等。与一般工业厂房设计相同。
1、 地基、地面
地基设计在满足一般厂房设计的基础上结合敞开式堆肥厂房的特点确定。考虑堆肥堆积的压力、作业机械的压力、影响钢筋混凝土的因素等。地面考虑厨余垃圾渗滤液体的排水，从每个条垛中轴线起设置5‰坡度，坡向两边。设置排水明沟，具体做法参见图纸。
2、 屋顶结构
屋架使用钢结构，屋面采用阳光板结构；跨度6m,横宽考虑中柱。柱、梁将遭到堆肥发酵产生的化学物质的腐蚀，所有钢构件采用防腐处理。屋顶形状采用人字形屋顶。
3、 墙体、隔墙的结构
采用砖混结构，沿堆肥厂四周砌筑1m高隔墙。
五、 曝气系统设计
参见条垛式强制通风堆肥曝气系统设计。
六、 堆肥具体实施方案
1、 堆肥原料的准备
1.1厨余垃圾堆肥来料：
厨余垃圾经过厨余垃圾降解机降解处理2小时（具体时间待试验验证）；
厨余垃圾直接堆肥
1.2结构性物质、辅料准备
结构性物质、辅料在满足工艺的前提下原则上就地选择廉价物质，如玉米秸秆（玉米干秸秆在控制恶臭物质排放及渗滤液产生方面具有显著作用。）、甘蔗渣、蘑菇渣（透气透水性好、C/N较高，且不需要再次加工粉碎）等，但对于秸秆物质，要破碎至6—10cm的小段，堆放整齐，待用。
1.3人员、设备及其他准备
破碎机或铡草机一台，操作人员2名。
2、 堆肥方案的选择
厨余垃圾的最终堆肥方案选择要根据试验结论确定。具体有以下几种：
厨余垃圾降解机出料（2小时）+结构性物质、辅料，有搅动、不鼓风条垛堆肥(自然通风。)
厨余垃圾降解机出料（2小时）+结构性物质、辅料，有搅动、鼓风条垛堆肥(强制通风。)
厨余垃圾原料+结构性物质、辅料，有搅动、不鼓风条垛堆肥(自然通风。)
厨余垃圾原料+结构性物质、辅料，有搅动、鼓风条垛堆肥(强制通风。)
3、 堆肥物料的混合调配、堆放
堆肥准备工作完成后按照上述4种方案进行；按照技术要求混合比例充分混合、搅拌。然后将物料输送至指定位置，按照条垛式堆肥要求堆放。采用强制通风堆肥的，在物料堆放前在疏通好的通风孔上面铺放10cm厚度没有切碎的玉米秸秆、卵石等物质，用于保护通风孔不被物料堵死。物料堆放后形成间隔2m且平行的条状堆垛。
4、 堆肥过程控制
采用自然通风条垛式堆肥，每条垛间隔3m插入温度计。人工定期进行温度变化的数据采集。采用强制通风堆肥的条垛开启鼓风自动控制系统。专人负责数据采集、统计、化验等工作。测定PH值、含水率、VS、C/N值。当堆肥温度有环境温度升至50~60℃并维持一段时间开始下降时，可以对物料进行翻堆搅拌，使物料再次混合后继续进行一次发酵，当温度由低到高再次下降时，一次堆肥完毕。
一次堆肥结束后将堆肥半成品进行筛分除杂，分离出废弃物质、结构性物质等。废弃物质运至填埋场填埋，结构性物质送至指定场所风干后备用。筛分出的肥料半成品运至二次堆肥车间进行二次熟化堆肥，过程中取样检测肥料成品质量。
5、 肥料的深加工
肥料的深加工涉及筛分、造粒、烘干、冷却、计量包装等。
5.1破碎
破碎的目的是为了让筛分物料混合均匀，提高物料的有机质含量，提高半成品的数量。从操作流程来看，一般返料量占总筛分量的比重高达70%左右，这就使得筛分前最好先破碎。同时鉴于我们现有物料含有一定数量的塑料、碎石、骨头、碎瓷片、铁器等杂物和比较多的块状结构物，所以在选用或设计破碎装置时要综合考虑，最好选用链式破碎机。处理能力根据工艺提供的参数为：5t/h；进料粒度：<100mm 等；
5.2筛分
结合有机肥制作工艺，选用网孔直径为3~5mm 最好。处理能力根据工艺和实际物料量为：10t/h；
5.3造粒
造粒的主要作用是为的有机肥更易存放、便于运输，适应施肥机的要求；同时颗粒状物料还具有缓释性，为土壤创造团粒结构，提高其经济价值。造粒机的生产能力根据现有工艺和实际物料数量选用：处理量3.0t/h 左右；入料直径<5mm 的圆盘造粒机，其特性为简单、方便和便于维护；
5.4烘干、冷却
为了去除制粒后物料中的水分，满足成品水分要求，在制粒后需要对颗粒进行烘干。根据我们物料的特点：颗粒状和粉状等，选用滚筒烘干机。其处理能力为：10t/h 左右。冷却设备和烘干设备配套使用，处理能力相同。
5.5计量包装
计量、包装为一个统一的整体设备，主要使用于肥料厂颗粒或粉状物料的计量和包装。根据生产有机肥的工艺要求，其特点主要有：
（1）计量包装范围：10~50kg/袋；
（2）自动夹包、缝包、打包能力3~6 包/min；
（3）计量精度高，为5/1000；
（4）最好采用微电脑控制，包装自动计数、自动去皮重和检测功能；
七、 堆肥注意事项

由上图看出，好氧堆肥处理的关键，就是如何选择和控制堆肥条件，促使微生物降解的过程能快速顺利地进行，因此好氧堆肥主要控制参数如下：
1、 供氧量
设置强制通风，时间—温度反馈联合控制，保证好氧堆肥所需供氧量。此外在保证通风的基础上还要有适宜的粒度，以确保通透性。此外一方面要避免供氧不足，使垃圾处理时间过长，同时产生臭气；另一方面也要注意供氧量过量，导致堆体温度下降，反应速度降低，过多地带出臭气，增加运行成本。
2、 含水率
堆肥原料的含水率是影响好氧堆肥效果的关键因素之一，．由于水是溶解垃圾中有机物和营养物以及合成微生物细胞质必不可少的物质，并且水分的蒸发散热对堆体温度具有自调节作用，所以堆肥化物料中必须维持一定的含水率．厨余垃圾堆肥水分应控制在50%—60%之间。
3、 碳氮比
碳氮比的调节主要在配料阶段完成，通过添加秸秆等使碳氮比在25左右。过高或过低的碳氮比都不利于厨余垃圾的好氧堆肥。
4、 PH值
就厨余垃圾好氧堆肥来说，PH值的控制应在5.5—8之间。
5、 温度
温度过程监控要定期进行，对堆肥温度的变化要求为：前期温度上升平稳、中期高温维持适度、后期温度下降缓慢。堆肥理想温度应控制在55℃左右。严禁超过70℃。
操作过程严格按照要求填写相关表格。见附表：
附表1堆肥场记录表
附表2 条垛堆体温度检测记录表
附表3进料情况记录表
附表4通风机运行情况记录表
附表5厨余垃圾/餐厨垃圾堆肥深加工阶段设备及报价
八、 厨余垃圾堆肥与餐厨垃圾堆肥
厨余垃圾水分含量一般在70%—85%，厨余堆肥系统升温快，堆肥周期短。餐厨垃圾含水率普遍高于厨余垃圾，高达90%，发酵过程中糊状垃圾易将整个堆垛全部空间填死，空气无法进入内部，致使微生物处于厌氧状态，使降解速度减慢，并产生硫化氢等臭气，同时使堆肥温度下降，影响堆肥质量。
堆肥配方的形成就是对C/N和水分的平衡过程，目的是使他们处于合理的范围内。据研究，一般情况下，微生物每消耗25g有机碳，需要吸收1g氮素，微生物分解有机物较适宜的C/N为25左右。碳素是堆肥微生物基本的能量来源，氮素用来构建自身体细胞。合理调节堆肥原料中的碳氮比，是加速堆肥腐熟，提高腐殖化系数的有效途径。水分是堆肥制作成功的首要条件。对于绝大多数堆肥混合物，本系统推荐的含水量上限为50%—60%。
九、 堆肥常见问题及解决办法
常见问题
可能原因
其它原因
解决办法
堆体无法升温
原料太干
无法从原料中挤出水分
加入适量的水分或添加含水率高的物质
原料太湿
原料含水率高于60%，
加入调节物质或添加同类含水率较低的原料。
结构不合理
原料粒径太小，大颗粒少，通透性不足
加入结构性物质或添加大粒度原料进行堆肥。调整堆肥原料的粒度。
没有足够氮源
C/N超过50，混有大量木质材料
调整C/N，加入含氮高的成分。
天气太冷或堆体太小
堆体高度不足1m;
进入冬季，环境温度低
加大堆体；
几天后温度连续下降
氧气含量低，
强制通风设施有故障。
给堆体强制通风。
湿度低
水分不足
补充水分
堆体温度检测过高（温度超过65℃）
热量去除所需通气不足
堆体太湿
原料过于致密
增加通气量或通气速率。
堆体太大
高度超过2.5m
减小堆体尺寸，降低堆体高度。
堆体中有氨的气味逸出
氮的含量过高
C/N小于20
加入含碳高的调理剂
PH值过高
PH值大于8
加入酸性成分，调节PH
碳源释放缓慢
加入大的木质颗粒
增大碳的比例
从堆体中不断有臭鸡蛋或者腐败的气味散发出
厌氧环境（温度低）
原料太湿

加入干性原料
结构不合理
粒度小，堆体过于致密
加入膨胀剂
通气不足
曝气结构设计不合理
改善通气效果
厌氧环境（高温）
堆体太大
/
减小堆体体积
通气不均匀或气流环绕不畅
/
改变配方，重新混合堆体原料
有蝇或蚊子问题
在原材料中有蚊子繁殖
湿的原材料堆放时间过长
新鲜材料堆肥；快速处理
蚊子在渗滤液中繁殖
堆肥场厨余垃圾渗滤液没有及时排走
设置排水设施，及时排走渗滤液
十、 肥料执行标准
按照中华人民共和国农业行业标准-有机肥料（NY525-2012）执行。
堆肥通风曝气系统设计及设备选择
一、 厨余垃圾堆肥曝气系统构成
厨余垃圾好氧堆肥的曝气系统主要包括曝气设备及曝气管道。广义上的曝气系统还包括翻堆系统。曝气设备为厨余垃圾好氧堆肥提供强制通风。常用离心式鼓风机。曝气管道用于将空气从送风机输送到通气床的管道，在本系统中采用聚氯乙烯管。独立式鼓气系统，每条垛配备一台离心风机，设置一套通风系统。
二、 设备选择及管路设计
厨余垃圾好氧堆肥曝气系统设备选择主要是风机型号及管道的选择。风机的选择主要根据风量和风压进行。根据相关资料厨余垃圾好氧堆肥通风速率在一次发酵阶段选取0.1—0.15m³/（min.m³）；在本系统中选取0.12 m³/（min.m³）进行设计。
按照通风设计标准，通风系统中干管风速应控制在6—14m/s,在本套系统中选取10 m/s。在本系统中每条垛长15m，故通风量：
Q=0.12 m³/（min.m³）×3（㎡）×15m×60(min)=324 m³/h
Q额=k Q=1.1×324=356 m³/h
因此干管通气管道直径：
D=1000(4Q/3600πv)0.5=1000(4×324/3600π.10)0.5=107mm.

通风管道图示

支管长1m,每一支管设置15个通风孔，在干管上设计90支管（如图示），因此有：
Q干=Q支总=v干πD2/4= 90v支π15d2/4
解得支管通风孔直径为：d=3.84,取3.5孔径（因支管通风速率有增大的空间余量）
支管直径取20mm.
曝气风机的驱动采用电动机驱动，采用离心式分机（初步选定离心风机参数为0.37kW、690m³/h、1880Pa），离心机运行控制模式采用时间—温度反馈控制（温度一时间联合控制系统是通过时间控制器和温度反馈系统控制风机的。当温度低于60℃时，由时间控制器控制鼓风机的通断。当温度升到60℃后，自动转为由温度控制器控制鼓风机的通断，使堆肥过程避免出现60℃以上的高温。因60℃以上的高温会抑制微生物的活性，不利于堆肥的发酵）。

堆肥场温度检测记录表（附表1）
日期： 时间：
数据采集人： 天气：
环境空气温度： ℃ 风向：
场址观察状况及说明：

堆体
编号
水分
等级
臭味
等级
温度
距堆体后端距离
m
m
m
m

条垛堆肥温度检测记录表（附表2）
条垛堆体编号：
堆体创建日期：
堆体原料成分及说明：

日期
时间
水分含量
臭味等级
温度
距堆体后端距离
m
m
m
m

进料情况记录表（附表3）
原料
添加比例
含水率
碳氮比
PH值
粒径
厨余垃圾

辅料1

辅料2

辅料3

合计

通风机运行记录表（附表4）
离心式分机
曝气风压
开始时间
停止时间
空气湿度
空气温度
1号

2号

3号

4号

5号

6号

7号

8号

9号

厨余垃圾/餐厨垃圾肥料深加工阶段设备及报价（附表5）
序号名称 型号功率（kw） 数量（台） 单价（万元） 总价（万元）
1 卧式搅拌机 JB-1507 7.5 1 0. 9 0.9
2 立式粉碎机 LP--500 11 1 0.85 0.85
3 圆盘造粒机 YPZL-2 7.5 1 1.7 1.7
4 烘干机 HG08100 7.5 1 5.5 5.5
5 皮带输送机 B=500 3×5 5 0.56 2.8
6 筛分机 GS-1×3 3 1 0.9 0.9
7 引风机 4-72-4C 7.5 1 0.75 0.75
8 管道 1 0.6 0.6
9 热风炉 用户自砌
10 除尘室 用户自砌
11 自动包装机 Dcs-50f 1.25 1 3.3 3.3
12 料仓1m³ 1 0.45 0.45
13 卧式粉碎机 BSF-600 18.5 1 1.6 1.6
14 总配电柜 1.5
说明：
1. 以上设备选型，台数仅供参考。
2. 皮带机长度根据用户现场而定，每增减1 米，增减700 元。
3. 以上价格不含税和运费。