【正文】 儲存間的體積為30 m3 。 所以降解有機質(zhì)的耗氧量為： 木屑有機垃圾氧 oMMoM ?? )(459%50%50%)801( kgM o ???????有機垃圾 )kg(%10%30% 0 0 0 ?????? ）（木屑oM 所以： )( 1 5 9 kgM ???氧 查閱資料得， 常溫常壓下，氧氣的密度為 所以耗氧量的體積為： )( 3mMV ??? 氧氧 因為 空氣與氧氣的比例為 10:1，所以堆肥一次發(fā)酵的通風量體積 )(36203621010 3mVV ???? 氧 ， 又因為有機垃圾堆肥物料體積為 14 m3 ，木屑體積約為 ，所以混料體積為 m3 ， 單位時間內(nèi)單位體積物料 的通風量 )/ (m i n)( 3620 323 momV ?????? 25 碳氮比（ C/N） 的驗算 因為本設計不進行物料回流，所以碳氮比的驗算按照堆肥原始物料中有機垃圾和木屑中的碳氮比計算。 這兩種物質(zhì)的好氧反應方程式為： NOHC 3710464 + ????? 3222 NHOHCOO （ 1） ?????? 3222186420295 NHOHCOONOHC （ 2） 已知有機垃圾含水率 和降解率分別為 80％和 50％，處理量 6t。 已知木屑的含水 30％ 。 本設計選擇高溫好氧堆肥，因為在有機垃圾中存在許多病原體，而這些病原體一般無法再高溫環(huán)境下生存，同時高溫可以加快有機垃圾中的有機質(zhì)的降解速度，所以高溫堆肥的溫度一般為 50~65℃。由于廢棄紙張中只有餐巾紙適用于堆肥處理，經(jīng)調(diào)查廢棄紙張中餐巾紙為 1／ 3。 如下圖： 圖 2 16 動裝置 進料口 進料口 觀察窗 池體 散 刮裝置 進氣管 排出裝置 風機 出料口 立體多層式 筒 倉 式靜態(tài)發(fā)酵倉 進料口 進料口 空氣 排出口 空氣吹出口 出料 筒倉式動態(tài)發(fā)酵倉 臥式旋轉(zhuǎn)發(fā)酵池 發(fā)酵倉 進料 出料 臥式刮板發(fā)酵池 17 由上圖可知，各種反應器的形狀各不相同，其工作原理也不盡相同。 強制通風靜態(tài)垛系統(tǒng) 強制性通風靜態(tài)垛系統(tǒng)是在條垛式系統(tǒng)的基礎上 增加 通風系統(tǒng)，采取強制通風的方式向堆體通風供氧。 間歇性好氧 動態(tài)堆肥技術(shù) 間歇式 好氧 動態(tài)堆肥的主要特點是物料的進出都是分層均勻的，堆肥發(fā)酵周期短， 堆肥體積減小速度快，它的操作過程是將原料分批 地進行發(fā)酵，通常采用間歇翻拋或間歇進出料的發(fā)酵倉 ，供氧方式主要是采用強制通風或者翻拋機翻堆的方式進行供氧，以確保微生物得到充足的氧，以免產(chǎn)生厭氧狀態(tài)。當肥堆中存在大量的放線菌時是，說明堆 14 肥已經(jīng)成熟。成熟的堆肥好養(yǎng)速率基本會穩(wěn)定在 ~／ 的范圍之間，所以當堆肥耗氧速率穩(wěn)定在這一范圍內(nèi)時，說明對堆肥已成熟。它們在堆肥中的含量多少通常是以其含碳量表示，堆肥開始時，由于剛開始進行，所以堆肥一般會含有大量的未被腐殖化的成分（ NHF）和富里酸（ FA），以及較低的胡梅酸（ HA），隨著堆肥的進行富里酸（ FA）的含量幾乎不變，產(chǎn)生大量的胡梅酸（ HA），成為堆肥腐殖質(zhì)的主要組成部分。所以氮化合物也是評估堆肥成熟度的一種化學方法。所以說堆肥過程雖然是好氧 微生物對有機物料的氧化分解過程，但是也伴隨著明顯的硝化反應過程。 12 化學方法 物理方法只是通過對肥堆的溫度、顏色、氣味等外在特征來 評估 堆肥成熟度。當堆體中的有機質(zhì)基本被降解完后釋放的能量逐漸降低，其溫度與環(huán)境溫度慢慢趨于一致，不再有明顯變化。如果堆肥得到的肥料沒有經(jīng)過其腐熟度指標的各項評定沒有控制在合理的范圍內(nèi)就用于土壤施肥，施肥過后會對植被，作物的生長產(chǎn)生不好的影響。不僅降低肥效而且產(chǎn)生臭味，對環(huán)境造成影響，除臭要增加經(jīng)濟投入。 所以 為了保持發(fā)酵 期階段對 溫度 不同需要 ，可以通過 溫度 供氣反饋系統(tǒng)，定期翻堆的方法進行調(diào)整。 根據(jù)堆肥過程的溫度變化， 堆肥過 程 分為 三個階段， 三個階段分為： 升 溫階段、 高 溫階段、 降 溫階段。 通風控制 本設計屬好氧 堆肥 工藝 ，而對于好氧堆肥而言， 微生物生長繁殖的重要條件就是要有充足的氧氣。且施肥的季節(jié)一般在春季 和秋季兩個季節(jié)，所以在冬夏兩個季節(jié)里的堆肥產(chǎn)品要進行儲存。為了使堆肥產(chǎn)物徹底熟化， 一次發(fā)酵 完成 后，把一次發(fā)酵 完成后的剩余物料 再 繼續(xù) 發(fā)酵，這一過程 稱為二次發(fā)酵。 PH 值 ＞ 時，可通過加入磷酸 7 鹽，鉀鹽等中和劑進行調(diào)節(jié)。所以要想使堆肥效果達到一個良好的效果，堆肥進程的順利進行，要對堆肥物料的粒度有一定的要求。 但是水分的含量過高或者過 低也都會影響堆肥的最終效果，水分過高會導致物料內(nèi)部空隙被水充滿 ， 物料出現(xiàn)缺氧 形成厭氧狀態(tài)。 而由于高校生活有機垃圾的含水率一般達到 5 50— 60％，不適用于焚燒，且堆肥的規(guī)?？纱罂尚?。這種方法不僅要占用大量的土地資源， 而且垃圾中的有害成分對大氣、土壤和水資源會造成極大的污染，同時危害人類和動物的身體健康。s living standards and consumption levels are constantly improved, the amount of garbage generated are constantly improving. There is no exception in college, university today39。在高校里也不例外，高校作為當今社會一個特殊而且重要的組成部分，其通過教職工，學生等的日?；顒右矔a(chǎn)生大量的垃圾，這些垃圾的產(chǎn)生源主要來自辦公樓，宿舍區(qū)，餐廳，教學樓等地方，而垃圾的組成成分由于產(chǎn)生源的不同也不盡相同，宿舍區(qū)、辦公樓和教學樓的垃圾種類主要有廢棄紙張，廢棄塑料，果皮，橡膠，玻璃等。通過對我校 —— 河南工業(yè)大學校內(nèi)每日產(chǎn)生的生活垃圾進行分類篩選出有機固 體廢物，根據(jù)其產(chǎn)生量設計堆肥處理工藝的過程。但學校處理垃圾的方式一般都是 通過在校園建筑物周圍、馬路和人員密集的地方放置垃圾收集桶，對垃圾收集后可回收的進行回收，不可回收的運往垃圾處理廠 。對于高校里有機生活垃圾而言，其日產(chǎn)量少，且含水率高。 堆肥有機物（含 C、 H、 O、 N、 S、P） 氧氣，微生物 CO2， H2O ， NH3，等 微生物生長繁殖 排入環(huán)境 能量 腐殖物質(zhì) 釋放，轉(zhuǎn)化為熱能或供生物合成使用 6 含水率的調(diào)整 水分在對分過程中可以溶解有機物參與微生物的新陳代謝；調(diào)節(jié)堆肥的溫度。 當水分過低時，可通過添加含水率高的添加劑或者直接加水，當水分過高時，通過直接晾曬的方法蒸發(fā)一部分水分以達到目的。適宜堆肥條件的 PH 值在 ~ 之間。隨著 發(fā)酵進程的繼續(xù)，分解有機物的微生物也會隨之變化，發(fā)酵初期起到分解 有機物作用的是中溫型微生物，其適宜溫度為 30~40℃ ，有機物不斷分解，溫度也不斷升高，這是適宜在高溫環(huán)境中生存的高溫微生物逐步取代了中溫型微生物，高溫型微生物的適宜溫度為 45~65℃ 。 除臭 在整個堆肥過程中，因微生物的分解，會產(chǎn)生有味的氣體，即臭氣產(chǎn)生，如氨、 8 硫化氫、甲基硫醇、胺類等物質(zhì)，為保護環(huán)境，需要 對產(chǎn) 生的臭氣進行脫臭處理。主要取決以對以下幾個參數(shù)的有效控制： 如通風量；含水率；溫度；有機物含量； 物料粒度 ； PH值 等 參數(shù)的控制 。 而空隙率的大小取決于物料顆粒的大小。 也就是降溫階段 ，這一階段剩余的 物質(zhì)主要有難降解的有機物和新形成的腐殖質(zhì) 。 碳氮比（ C／ N）控制 高校生活垃圾有機物堆肥一個重要的作用是利用堆肥產(chǎn)生的堆肥肥料用于校園景觀植被的施肥使用。 有機垃圾堆肥的最終目的是使有機垃圾經(jīng)過氧化分解后趨向穩(wěn) 定。此外，腐熟的肥堆顏色為 深褐色 或黑色 溫度 ： 微生物活性的變化可以通過堆體溫度的變化間接反映出來。但隨著堆肥有效地進行，這種臭味會隨著堆肥的進行而逐漸消失，當堆肥成熟時這種氣味完全消失，當聞不到這種令人不快的氣體時，說明堆肥達到成熟。所以通過堆肥過程的各階段的碳 氮比值的測定可以評估堆肥的成熟度。堆肥過程產(chǎn)生的氮一般都被微生物吸收，排入空氣的量比較少，可以忽略不計。因為其影響堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量，當堆肥 13 產(chǎn)品作為肥料施入土壤時，不僅 影響植物 的生長 ，而且污染土壤 。而生物學方法分析主要是通過對以下幾種參數(shù)來評估堆肥的成熟度，有 耗氧速率； 生物種群和數(shù)量 ； 酶學分析 耗氧速率：堆肥是一個好養(yǎng)微生物 消耗氧氣分解有機物的一個過程。當溫度 升高達到 45℃ 以上時，即到了高溫階段，這一階段的微生物活性最強，且高溫會持續(xù)一段時間，此階段主要是通過嗜溫性微生物對難降解的有機質(zhì)進行再降解。 綜上所述，只用單一的參數(shù)來評估堆肥過程是否成熟 是很難做到的，確定堆肥的化學 及生物穩(wěn)定性，應該由幾個或者多個參數(shù)來共同確定比較合理。 條垛式系統(tǒng) 條垛式系統(tǒng)是指在有氧條件下，將堆肥物料堆置成條垛的形式進行發(fā)酵。 設備占地面積小，能夠進行很好地過程控制，堆肥不受天氣條件的影響，對廢氣廢水能良好的處理，防 止對環(huán)境的污染。 4 計算書 有機 垃圾原 料的來源與收集 我校生活垃圾的產(chǎn)生源有宿舍區(qū)、辦公樓與教學樓、餐廳和其他地方，如操場，馬路等地方。 工藝設計流程 工藝介紹 本設 計為生活有機垃圾好氧堆肥處理。 具體工藝設計如下圖：圖 4。 經(jīng)堆肥后得到的產(chǎn)品總濕重 Mx = M1 M2 + M3 M4 Mx —— 堆肥產(chǎn)品總濕重（ kg） M1 —— 初始混合物料總濕重 （ kg） M2 —— 揮發(fā)性有機物降解量 （ kg） M3 —— 水分產(chǎn)生量 （ kg） M4 —— 水分蒸發(fā)量 （ kg） 由上述計算的： M1=6+4=10t 已知有機生活垃圾 和木屑 的揮發(fā)性固體含量分別為 50％和 30％， 降解率分別 為 50％和 10％ 。由（ 2）式得每 降解 1g 木屑有機質(zhì)，會釋放出 H2 O，消耗 O2 。 垃圾轉(zhuǎn)運車選用核載量為 6t 的轉(zhuǎn)運車一次完成用量轉(zhuǎn)運。 由前面計算可知，有機垃圾與木屑的質(zhì)量比為 3:2，所以每天需木屑的量為 4t /d，因為實驗。已經(jīng)知道有機垃圾的密度為 450 kg/m3，所以每天需要儲存的垃圾體積為 14 m3 。 根據(jù)化學方程式各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。 因為 Xc =6t Xa = 4t 所以 Sa ＝ 130％ =70％ Sc =180％ =20％ 項目 有機垃圾 木屑 混合后的物料 含水率 W（ %） 80 30 60 含 C量（ %）（干重） 62 含 N量（ %）（干重） .02 密度ρ（ kg/ m3） 450 300 質(zhì)量 m （ t/d） 6 4 300 堆肥反應器 23 Xm = Xa +Xc =6+4=10t Xm Sm = Xa Sa +Xc Sc Sm =（ 4 70％＋ 6 20％ ） 247。發(fā)酵過程中難免會產(chǎn)生污水，廢水等，而這些污水，廢水可通過收集池進行收集，然后排進滲濾