【正文】 儲存間的體積為30 m3 。 所以降解有機(jī)質(zhì)的耗氧量為： 木屑有機(jī)垃圾氧 oMMoM ?? )(459%50%50%)801( kgM o ???????有機(jī)垃圾 )kg(%10%30% 0 0 0 ?????? ）（木屑o(jì)M 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?yàn)?空氣與氧氣的比例為 10:1，所以堆肥一次發(fā)酵的通風(fēng)量體積 )(36203621010 3mVV ???? 氧 ， 又因?yàn)橛袡C(jī)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(fēng)量 )/ (m i n)( 3620 323 momV ?????? 25 碳氮比（ C/N） 的驗(yàn)算 因?yàn)楸驹O(shè)計不進(jìn)行物料回流，所以碳氮比的驗(yàn)算按照堆肥原始物料中有機(jī)垃圾和木屑中的碳氮比計算。 這兩種物質(zhì)的好氧反應(yīng)方程式為： NOHC 3710464 + ????? 3222 NHOHCOO （ 1） ?????? 3222186420295 NHOHCOONOHC （ 2） 已知有機(jī)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(shè)計選擇高溫好氧堆肥，因?yàn)樵谟袡C(jī)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(jī)垃圾中的有機(jī)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(jìn)料口 進(jìn)料口 觀察窗 池體 散 刮裝置 進(jìn)氣管 排出裝置 風(fēng)機(jī) 出料口 立體多層式 筒 倉 式靜態(tài)發(fā)酵倉 進(jìn)料口 進(jìn)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(jìn)料 出料 臥式刮板發(fā)酵池 17 由上圖可知，各種反應(yīng)器的形狀各不相同，其工作原理也不盡相同。 強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng) 強(qiáng)制性通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)是在條垛式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上 增加 通風(fēng)系統(tǒng)，采取強(qiáng)制通風(fēng)的方式向堆體通風(fēng)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(diǎn)是物料的進(jìn)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(jìn)行發(fā)酵，通常采用間歇翻拋或間歇進(jìn)出料的發(fā)酵倉 ，供氧方式主要是采用強(qiáng)制通風(fēng)或者翻拋機(jī)翻堆的方式進(jìn)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(dāng)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(dāng)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(jìn)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(jìn)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(xué)方法。所以說堆肥過程雖然是好氧 微生物對有機(jī)物料的氧化分解過程，但是也伴隨著明顯的硝化反應(yīng)過程。 12 化學(xué)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(dāng)堆體中的有機(jī)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(biāo)的各項(xiàng)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(jì)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(jìn)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(fēng)控制 本設(shè)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(jìn)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(jìn)行調(diào)節(jié)。所以要想使堆肥效果達(dá)到一個良好的效果，堆肥進(jìn)程的順利進(jìn)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(dǎo)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(jī)垃圾的含水率一般達(dá)到 5 50— 60％，不適用于焚燒，且堆肥的規(guī)?？纱罂尚　＿@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(dāng)今社會一個特殊而且重要的組成部分，其通過教職工，學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)校內(nèi)每日產(chǎn)生的生活垃圾進(jìn)行分類篩選出有機(jī)固 體廢物，根據(jù)其產(chǎn)生量設(shè)計堆肥處理工藝的過程。但學(xué)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(jìn)行回收，不可回收的運(yùn)往垃圾處理廠 。對于高校里有機(jī)生活垃圾而言，其日產(chǎn)量少，且含水率高。 堆肥有機(jī)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(jī)物參與微生物的新陳代謝；調(diào)節(jié)堆肥的溫度。 當(dāng)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(dāng)水分過高時，通過直接晾曬的方法蒸發(fā)一部分水分以達(dá)到目的。適宜堆肥條件的 PH 值在 ~ 之間。隨著 發(fā)酵進(jìn)程的繼續(xù)，分解有機(jī)物的微生物也會隨之變化，發(fā)酵初期起到分解 有機(jī)物作用的是中溫型微生物，其適宜溫度為 30~40℃ ，有機(jī)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(hù)環(huán)境，需要 對產(chǎn) 生的臭氣進(jìn)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(fēng)量；含水率；溫度；有機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)垃圾堆肥的最終目的是使有機(jī)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(jìn)行，這種臭味會隨著堆肥的進(jìn)行而逐漸消失，當(dāng)堆肥成熟時這種氣味完全消失，當(dāng)聞不到這種令人不快的氣體時，說明堆肥達(dá)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?yàn)槠溆绊懚逊十a(chǎn)品的質(zhì)量，當(dāng)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(xué)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(xué)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(jī)物的一個過程。當(dāng)溫度 升高達(dá)到 45℃ 以上時，即到了高溫階段，這一階段的微生物活性最強(qiáng)，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(jī)質(zhì)進(jìn)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(xué) 及生物穩(wěn)定性，應(yīng)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(jìn)行發(fā)酵。 設(shè)備占地面積小，能夠進(jìn)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(jī) 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(xué)樓、餐廳和其他地方，如操場，馬路等地方。 工藝設(shè)計流程 工藝介紹 本設(shè) 計為生活有機(jī)垃圾好氧堆肥處理。 具體工藝設(shè)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(jī)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(jī)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(jī)質(zhì)，會釋放出 H2 O，消耗 O2 。 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車選用核載量為 6t 的轉(zhuǎn)運(yùn)車一次完成用量轉(zhuǎn)運(yùn)。 由前面計算可知，有機(jī)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?yàn)閷?shí)驗(yàn)。已經(jīng)知道有機(jī)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(xué)方程式各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。 因?yàn)? Xc =6t Xa = 4t 所以 Sa ＝ 130％ =70％ Sc =180％ =20％ 項(xiàng)目 有機(jī)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(yīng)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(jìn)行收集，然后排進(jìn)滲濾