【正文】 由前面計(jì)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)。 26 木屑儲(chǔ)存間設(shè)計(jì) 為了降低有機(jī)垃圾堆肥物料的含水率，所以需要按一定比例往物料中投放木屑，所以有機(jī)垃圾堆肥要儲(chǔ)備一定量的木屑， 木屑的存放要避雨 ，避風(fēng)，避曬，以保證木屑有一定的含水率， 以達(dá)到可以調(diào)整有機(jī)垃圾堆肥物料含水率的要求。 垃圾儲(chǔ)存間設(shè)計(jì)的數(shù)量為一個(gè)， 長、寬、高分別為 4m、 4m、 3m的長方體儲(chǔ)存間 。 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)。已經(jīng)知道有機(jī)垃圾的密度為 450 kg/m3，所以每天需要儲(chǔ)存的垃圾體積為 14 m3 。 因?yàn)椋核亓?=總重量 ? 水分含量 干重 =總重量 水分含量 氮重量 =干重 ?N% 碳重量 =干重 ?C% 1kg 有機(jī)垃圾的干重為 ： 干物質(zhì) =1?（ 180%） = N=? %= C= %= 1kg 濕木屑的干重為：干物質(zhì) =1?（ 130%） = N=?%= C=?62%= 所以，污泥和木屑以濕重 3:2的比例混合時(shí)，混料的碳氮比為： ???? ??????? 木屑氮含量有機(jī)垃圾氮含量 木屑碳含量有機(jī)垃圾碳含量NC 符合堆肥要求。 又 因 為 堆 肥 成 品 的 密 度 為 490 kg/m3 所以 有 堆 肥 成 品 的 體 積 為3m104905000 ??產(chǎn)品V 需氧量的計(jì)算 因?yàn)槊拷到?1g 有機(jī)垃圾有機(jī)質(zhì)的耗氧量為 ，每降解 1g木屑有機(jī)質(zhì)的耗氧量為 。由（ 2）式得每 降解 1g 木屑有機(jī)質(zhì)，會(huì)釋放出 H2 O，消耗 O2 。 根據(jù)化學(xué)方程式各物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。 木屑含水率 和降解率 非別為 30％和 10％，填料量為 4t。有機(jī)生活垃圾的化學(xué)式為 NOHC 3710464 ，木屑的化學(xué)式為 NOHC 186420295 。 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(jì)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％ 。 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。 下表為堆肥初始物料理化性質(zhì)。由于有機(jī)垃圾含水率 80％左右，所以要加入木屑或秸稈之類的物料降低其含水率，把有機(jī)拉圾的含水率調(diào)整為適宜有機(jī)垃圾堆肥處理 60％的含水率。 具體工藝設(shè)計(jì)如下圖：圖 4。發(fā)酵過程中難免會(huì)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)滲濾循環(huán)利用系統(tǒng)，通過處理達(dá)標(biāo)后一部分進(jìn)行排放，一部分用于加濕間對一次發(fā)酵和二次發(fā)酵進(jìn)行加濕。校園生活有機(jī)垃圾堆肥化處理的最終產(chǎn)物用于學(xué)校的草坪，花圃，樹木等校園景觀植被的施肥。本設(shè)計(jì)介紹了堆肥流程的每一個(gè)過程，通過對堆肥流程的了解可以更好進(jìn)行堆肥設(shè)計(jì)。 工藝設(shè)計(jì)流程 工藝介紹 本設(shè) 計(jì)為生活有機(jī)垃圾好氧堆肥處理。 工程設(shè)計(jì)規(guī)模 堆肥廠建在我校西北角足球場北面的空地里。垃圾產(chǎn)量的波動(dòng)系數(shù) K＝ ， 所以這些生活垃圾中的有機(jī)垃圾為 ： 9000（ ％ ＋ ％）＋ 800（ ％ ＋ ％ ） ＋ 1200（ ％＋ ％＋ ％）＝ 所以垃圾日產(chǎn)量 K＝ ＝ 所以垃圾日產(chǎn)量約為 ＋其他地方產(chǎn)生的有機(jī)垃圾量約等于 6t／ d。 18 4. 宿舍區(qū) 主要成分 質(zhì)量 （ g） 烘干前 （ g） 烘干后 （ g） 含水率 （ ％） 百分比 （ ％ ） 總質(zhì)量(g) 總體積 （ L） 容重 （ g/L） 廢棄紙張 250 250 920 25 廢棄塑料 400 400 果皮 220 220 其他 50 50 表 4 宿舍垃圾 組成成 分和參數(shù) 辦公樓與教學(xué)樓 主要成分 質(zhì)量 （ g） 烘干前 （ g） 烘干后 （ g） 含水率 （ ％） 百分比 （ ％ ） 總質(zhì)量(g) 總體積 （ L） 容重 （ g/L） 廢棄塑料 20 廢棄紙張 玻璃 0 果皮 橡膠 0 其他 表 5 辦公樓與教學(xué)樓的垃圾組成成分和參數(shù) 餐廳 主要成分 質(zhì)量 （ g） 烘干前 （ g） 烘干后 （ g） 含水率 （ ％） 百分比 （ ％ ） 總質(zhì)量(g) 總體積 （ L） 容重 （ g/L） 廢棄紙張 廢棄塑料 菜葉 面粉 表 6 餐廳垃圾組成成分和參數(shù) 19 根據(jù)以上數(shù)據(jù)有我校生活垃圾日產(chǎn)量總量為： 9000＋ 800＋ 400＋ 800＋ 500＝ 11500kg。 4 計(jì)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。 反應(yīng)器 性能 立體多層式 筒倉式（動(dòng)態(tài)和靜態(tài)） 臥式旋轉(zhuǎn)發(fā)酵池 臥式刮板發(fā)酵池 生產(chǎn)能力 小 大 大 中 占地面積 小 中 中 中 可操作性 易 一般 難 一般 動(dòng)力費(fèi)用 低 高 高 高 建設(shè)費(fèi)用 低 中 高 中 表 3 各類反應(yīng)系統(tǒng)性能比較 綜上所述，對各類 反應(yīng)器系統(tǒng)的性能進(jìn)行比較，我們發(fā)現(xiàn)立體多層式 的反應(yīng)器的主要特點(diǎn)是生產(chǎn)能力雖小，但其占地面積小，容易操作， 動(dòng)力費(fèi)用和建設(shè)費(fèi)用相對于 旋轉(zhuǎn)倉 發(fā)酵塔、包 裹倉式反應(yīng)器而言，其費(fèi)用較低。下表為各類反應(yīng)器的性能比較 。 立式發(fā)酵塔一般為立式多層式，包裹倉式有筒倉式動(dòng)態(tài)和靜態(tài)發(fā)酵倉兩種，旋轉(zhuǎn)倉式有臥式旋轉(zhuǎn)發(fā)酵倉和臥式刮板發(fā)酵倉兩種。 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。 反應(yīng)器系統(tǒng) 性能比較和工藝選擇 反應(yīng)器系統(tǒng)是將堆肥物料置于部分密閉或完全密閉的發(fā)酵裝置內(nèi)，通 過控制堆肥條件 使堆肥物料在微生物的作用下發(fā)酵熟化。 通風(fēng)管路有固定式和移動(dòng) 式兩種，固定式的管路放置于水泥溝槽中或者平鋪在水泥地面上，管道上面鋪有空隙率大的填充料，以便能均勻地向堆體物料均勻通風(fēng)。條垛式系統(tǒng)堆肥場地的空間要足夠大，而且場地表面必須堅(jiān)固，根據(jù)物料要求，表面要有一定的坡度。 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。 幾種堆肥 系統(tǒng)技術(shù) 堆 肥技術(shù) 中常用的堆肥系統(tǒng)有：條垛式系統(tǒng)；強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)； 反應(yīng)器 系統(tǒng)。 連續(xù)性好氧 動(dòng)態(tài)堆肥 連續(xù)性好氧 堆肥通常是用于二次發(fā)酵工藝中的動(dòng)態(tài)發(fā)酵技術(shù)，特點(diǎn)是連續(xù)進(jìn)料和出料。整個(gè)過程物料都是處于靜止?fàn)顟B(tài)， 因?yàn)椴环岩膊煌L(fēng)， 微生物的生長繁殖得不到充足的氧，從而使達(dá)不到成熟狀態(tài)，延長了堆肥的周期。 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(gè)或者多個(gè)參數(shù)來共同確定比較合理。 衛(wèi)生學(xué)方法 高校生活有機(jī)垃圾中必定含有大量的致病菌，霉菌、病毒及寄生蟲等，這些細(xì)菌會(huì)直接影響堆肥過程的安全性，根據(jù)生活垃圾的這些特點(diǎn)，我國對堆肥過程中這些細(xì)菌有著嚴(yán)格的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)，比如蛔蟲死亡率、糞大腸桿菌值的規(guī)定等。 酶學(xué)分析：在堆肥過程中， 好氧 微生物 對有機(jī)質(zhì)的的氧化分解過程需要 多種氧化酶、 水解酶與 C、 N、 P 等作為基礎(chǔ)物質(zhì)。 這一階段隨著有機(jī)物的減少，微生物的新陳代謝活動(dòng)也就減弱，肥堆中的微生物主要以放線菌為主。當(dāng)溫度 升高達(dá)到 45℃ 以上時(shí)，即到了高溫階段，這一階段的微生物活性最強(qiáng)，且高溫會(huì)持續(xù)一段時(shí)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。 好氧微生物分解有機(jī)質(zhì)的溫度變化分三個(gè)階段：升溫階段，高溫階段，降溫階段。 微生物種群和數(shù)量：堆肥過程實(shí)質(zhì)是好氧 微生物 新陳代謝消耗有機(jī)物 的過程 。因此，通過對堆肥反應(yīng)過程的耗氧速率的測定，可以判定堆肥的成熟度。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(gè)好養(yǎng)微生物 消耗氧氣分解有機(jī)物的一個(gè)過程。 一般來說，當(dāng) HI 值達(dá)到 3， HR 值達(dá)到 時(shí)說明堆肥已經(jīng)成熟。 另外，堆肥的成熟度可通過以下參數(shù)來表示：腐殖 質(zhì)指數(shù)（ HI=HA／ FA），腐殖化率（ HR）： HR=HA／ （ FA+NHF）。 根據(jù)堆肥在酸和堿中的溶解性質(zhì)的不同，堆肥腐殖質(zhì)也不同，例如用 堿液NaOH 提取的腐殖質(zhì)（ HS）可分為胡梅酸（ HA）、富里酸（ FA）以及未被腐殖化的成分（ NHF）。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(shí)，不僅 影響植物 的生長 ，而且污染土壤 。一般來說，對于有機(jī)生活垃圾而言，陽離子交換量（ CEC） ＞ 60mmol／ 100g，當(dāng)堆肥陽離子交換量（ CEC）達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，說明堆肥已經(jīng)達(dá)到成熟。 陽離子交換量（ CEC） ： 高校生活有機(jī)垃圾堆肥產(chǎn)品用于施肥使用，植物主要通過吸收溶解于土壤中的堆肥陽離子獲得養(yǎng)分，通 過養(yǎng)分陽離子的交換 來獲取養(yǎng)分。完全成成熟的堆肥，氮基本上是以硝酸鹽的形式存在，未成熟的堆肥里含有氨，當(dāng)氨態(tài)氮含量 ＜ 400mg／ kg 時(shí)，說明堆肥已經(jīng)成熟。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(jì)。三是直接排入空氣中。有機(jī)物料中含氮成分降解產(chǎn)生氨氣，也就有我們所說的刺激性氣味。 氮化合物的變化 ：堆肥過程中產(chǎn)生刺激性氣體，也就是氨氣。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。常用的成熟度化學(xué)參數(shù)有：碳氮比（ C／ N），氮化合物（總氮、 NH4N、 NO3N、 NO2N），陽離子交換量（ CEC），有機(jī)化合物腐殖質(zhì)（腐殖質(zhì)指數(shù)、腐殖質(zhì) 總量和功能基因） 等。雖然這種方法簡單方便，而且無需復(fù)雜的機(jī)器設(shè)備，但難于定量表明堆肥過程中堆料成分的變化，也就不易定量說明堆肥的成熟度。成熟的堆肥產(chǎn)品應(yīng)為黑褐色或黑色。但隨著堆肥有效地進(jìn)行，這種臭味會(huì)隨著堆肥的進(jìn)行而逐漸消失，當(dāng)堆肥成熟時(shí)這種氣味完全消失，當(dāng)聞不到這種令人不快的氣體時(shí)，說明堆肥達(dá)到成熟。 氣味：堆肥原料 是 有機(jī)生活垃圾 中腐敗了的蔬菜、果皮、等。因此，可以根據(jù)堆體溫度的變化來判斷堆肥的腐熟程度。這是因?yàn)橛袡C(jī)質(zhì)被微生物分解時(shí)會(huì)釋放出能量，使堆體溫度升高。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。每種方法所要評估的指標(biāo)參數(shù)都不一樣 ，這四種評估方法的評估參數(shù)如下表 ： 表 2 種類 C／ N比 種類 C／ N比 稻草、麥稈 70100 豬糞 715 木屑 2001700 雞糞 510 稻殼 70100 污泥 612 樹皮 100300 雜草 1219 牛糞 826 廚余垃圾 2025 水果廢物 活性污泥 11 評估方法 參數(shù) 物理方法 溫度； 顏色； 氣味； 質(zhì)地 化學(xué)方法