【正文】 .................................................................................... 33 致謝 ........................................................................................................................... 34 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................. 35 4 1 引言 校園生活豐富多彩。 關(guān)鍵詞 ： 高校生活垃圾 資源化 好氧 堆肥 工藝設(shè)計(jì) II Title Universities garbage treatment process design resources Abstract With economic development, people39。通過(guò)對(duì)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(jì)堆肥處理工藝的過(guò)程。 本設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)高校內(nèi)產(chǎn)生的生活垃圾中的有機(jī)固體 垃圾進(jìn)行好氧 堆肥處理從而實(shí)現(xiàn)資源化。而餐廳的垃圾種類主要有廢棄餐紙，食品包裝袋，菜葉，剩飯剩菜等。 2021 屆畢業(yè)生 畢業(yè)論文 題 目 : 高校生活垃圾資源化處理工藝設(shè)計(jì) 院 系 名稱： 化學(xué)化工學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 環(huán)境工程 1001 學(xué)生姓名： 鄭 天 家 學(xué) 號(hào)： 202148270103 指導(dǎo)教師： 許 春 紅 教師職稱： 講 師 2021 年 05 月 20 日 I 摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平 的提高 ，消費(fèi)水平也在不斷地提高，生活垃圾的產(chǎn)生量也在不斷地提高。在高校里也不例外，高校作為當(dāng)今社會(huì)一個(gè)特殊而且重要的組成部分，其通過(guò)教職工，學(xué)生等的日?；顒?dòng)也會(huì)產(chǎn)生大量的垃圾，這些垃圾的產(chǎn)生源主要來(lái)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。 而高校生活垃圾資源化處理，不僅能使我們的學(xué)校變得更干 整潔、干凈，而且能變廢為寶。而堆肥是指在人為控制堆肥條件的基礎(chǔ)上 ，利用自然界中廣泛存在的微生物， 利用微生物對(duì)有機(jī)物中有機(jī)質(zhì)的分解，促使堆 肥物料熟化， 向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的微生物學(xué)過(guò)程，利用微生物對(duì)有機(jī)垃圾分解腐熟而形成廢料的過(guò)程。通過(guò)對(duì)固體廢物的好氧 高溫 堆肥處理 ，可以實(shí)現(xiàn)垃圾資源化，減少有機(jī)垃圾對(duì)校園環(huán)境的影響，使我們的校園環(huán)境更加整潔。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。 學(xué)生與教職工的在校日常學(xué)習(xí)和生活都離不開這些商品，有使用必定會(huì)有垃圾的產(chǎn)生。這些都加起來(lái)，校園每天產(chǎn)生的垃圾量也是相當(dāng)多。 有機(jī)垃圾堆肥處理可以解決校園內(nèi)產(chǎn)生的有機(jī)生活垃圾，堆肥得到的肥料可以用于校園景觀植被的施肥使用，更可以有效地解決 校園 環(huán)境問(wèn)題 。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(duì)大氣、土壤和水資源會(huì)造成極大的污染，同時(shí)危害人類和動(dòng)物的身體健康。 生活垃圾的焚燒 生活垃圾的 焚燒是指將有機(jī)生活垃圾在高溫環(huán)境下供給充足的氧氣 在焚燒爐內(nèi)焚燒， 通過(guò)氧化反應(yīng)使有機(jī)生活垃圾焚燒產(chǎn)生惰性氣體和無(wú)機(jī)產(chǎn)物并釋放出能量?？墒怯捎诜贌夹g(shù)在 我國(guó)發(fā)展較晚，技術(shù)不是很成熟，所以引進(jìn)的技術(shù)價(jià) 格昂貴，不適合我國(guó)的國(guó)情，且焚燒對(duì)于熱值較高、含水率較低的生活垃圾而言效果會(huì)很好，而且焚燒處理的 規(guī)摸要足夠大。焚燒會(huì)污染校內(nèi)空氣，對(duì)學(xué)校校園生活，學(xué)生生活造成影響，所以焚燒技術(shù)不適用于高校生活有機(jī)垃圾的處理。 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)模可大可小。 堆肥原理如下圖： 圖 1 氧 合 化 成 分 解 ＋ ＋ 圖 堆肥原理 2 有機(jī)固體垃圾堆肥工藝 前處理 由于高校生活有機(jī)垃圾的含水率比較高，如果不進(jìn)行水分調(diào)節(jié)會(huì)因通氣不良而導(dǎo)致肥堆的溫度快速上升，從而產(chǎn)生大量的臭氣，并且在破碎，進(jìn)料過(guò)程和搬運(yùn)過(guò)程會(huì)造成很大的不便， 同時(shí)在發(fā)酵過(guò)程中也不利于翻堆，透氧。否則會(huì)影響整個(gè)堆肥的過(guò)程。溫度升高伴隨水分的蒸發(fā)，水分蒸發(fā)伴隨熱量的揮發(fā) 。 但是水分的含量過(guò)高或者過(guò) 低也都會(huì)影響堆肥的最終效果，水分過(guò)高會(huì)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)。水分過(guò)少會(huì)妨礙微生物的繁殖，使分解速 度變慢。實(shí)驗(yàn)表明：好氧 高溫堆肥的物料含水率為 50— 60％之間最為合適。 粒度的調(diào)整 為了使垃圾堆肥的順利進(jìn)行，在前處理中物料的粒度大小是否合適使著關(guān)鍵的作用，也是堆肥過(guò)程順利進(jìn)行的重要條件。所以要想使堆肥效果達(dá)到一個(gè)良好的效果，堆肥進(jìn)程的順利進(jìn)行，要對(duì)堆肥物料的粒度有一定的要求。 通過(guò)破碎使物料的水分均勻化，同時(shí)也可以使物料與空氣的接觸面積變大，微生物與物料接觸的面積變大，加快微生物對(duì)物料的侵蝕，提高一次發(fā)酵，二次發(fā)酵的速度。而 PH 值就是微生物生長(zhǎng)繁殖的一個(gè)重要條件，所以適宜的PH 值可使微生物在堆肥過(guò)程中發(fā)揮最大的作用，是堆肥過(guò)程順利進(jìn)行；當(dāng) PH值過(guò)高或者過(guò)低時(shí)都會(huì)影響微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)的活性，從而抑制其生長(zhǎng)繁殖。當(dāng)不在 PH 值這范圍時(shí)可以通過(guò)添加其他物料進(jìn)行調(diào)節(jié)。 PH 值 ＞ 時(shí)，可通過(guò)加入磷酸 7 鹽，鉀鹽等中和劑進(jìn)行調(diào)節(jié)。從而促進(jìn)好氧 微生物的生命活動(dòng)。當(dāng)物料開始發(fā)酵分解時(shí)，首先 分解 的是易分解的有機(jī)質(zhì) ， 有機(jī)質(zhì)的分解是一種氧化分解過(guò)程，所以會(huì)伴隨著 H2O， CO2和熱量的產(chǎn)生， 產(chǎn)生 的 熱量 會(huì) 使肥堆的溫度升高。在這個(gè)溫度下，堆肥物料里的病原菌和其他 對(duì)堆肥過(guò)程不利的微生物多不可能存活。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(guò)程 稱為二次發(fā)酵。 后處理 經(jīng)過(guò)一次發(fā)酵和二次發(fā)酵后，幾乎所有的有機(jī)堆肥物料都會(huì)變細(xì)，變形，體積和數(shù)量也明顯減少。所以還需要后處理這一道工序，對(duì)兩次發(fā)酵后的物料進(jìn)行后處理，可以堆肥的效果和制作顆粒肥產(chǎn)品的質(zhì)量。去除臭氣的方法主要有：投加化學(xué)除臭劑；生物除臭；臭氧氧化法； 生物濾池法 ；熟堆肥或沸石吸附過(guò)濾等。且施肥的季節(jié)一般在春季 和秋季兩個(gè)季節(jié)，所以在冬夏兩個(gè)季節(jié)里的堆肥產(chǎn)品要進(jìn)行儲(chǔ)存。堆肥可直接儲(chǔ)存在二次發(fā)酵倉(cāng)中，也可儲(chǔ)存在包裝袋中。 操作控制 有機(jī)垃圾高溫好氧堆肥過(guò)程 是否能順 利進(jìn)行，堆肥效果的好壞?？刂七@些參數(shù)在適宜堆肥環(huán)境 的范圍內(nèi)，有利于微生物的生長(zhǎng)繁殖，滿足微生物降解有機(jī)物所需的條件。 通風(fēng)控制 本設(shè)計(jì)屬好氧 堆肥 工藝 ，而對(duì)于好氧堆肥而言， 微生物生長(zhǎng)繁殖的重要條件就是要有充足的氧氣。氧氣的供給是通過(guò)通風(fēng)系統(tǒng)來(lái)完成，且氧氣的多少是由物料來(lái)決定的，通風(fēng)量過(guò)大則會(huì)使肥堆的溫度降低，這 樣不利于本設(shè)計(jì)選擇的高溫好氧堆肥工藝。 供氧方式為通過(guò)通風(fēng)系統(tǒng)強(qiáng)制通風(fēng)，強(qiáng)制通風(fēng)要求的條件為物料間要保持有一定的空隙 率。所物料顆粒大小影響著堆肥物料 通風(fēng) 的效果。 根據(jù)堆肥過(guò)程的溫度變化， 堆肥過(guò) 程 分為 三個(gè)階段， 三個(gè)階段分為： 升 溫階段、 高 溫階段、 降 溫階段。 當(dāng) 9 溫度達(dá)到 45℃ 以上是發(fā)酵便進(jìn)入了高 溫階段，此階段主要進(jìn)行的是難降解有機(jī)質(zhì)的降解。經(jīng)過(guò)高溫階段后，物料有所減少， 堆肥進(jìn)入了熟化的階段。 在熟化階段微生物活性減弱，伴隨生命 活動(dòng)也相應(yīng)減弱，使得肥堆的溫度開始下降。 所以 為了保持發(fā)酵 期階段對(duì) 溫度 不同需要 ，可以通過(guò) 溫度 供氣反饋系統(tǒng)，定期翻堆的方法進(jìn)行調(diào)整。 顆粒度控制 一次發(fā)酵和二次發(fā)酵 過(guò)程 需要鼓風(fēng)機(jī)對(duì)發(fā)酵堆體進(jìn)行通風(fēng)，以便提供物料發(fā)酵所需的氧氣。 所以堆肥物料要嚴(yán)格控制其一定的物料粒度。肥料的碳氮比過(guò)高或過(guò)小都會(huì)影響其肥料功效，不但不能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，反而抑制其生長(zhǎng)。不僅降低肥效而且產(chǎn)生臭味，對(duì)環(huán)境造成影響，除臭要增加經(jīng)濟(jì)投入。 微生物自身的碳氮比約為 4~35，所以為了保持一個(gè)良好有效的 有機(jī)物分解速度，作為 為微生物生長(zhǎng)繁殖提供營(yíng)養(yǎng)物 10 質(zhì)的有機(jī)物的碳氮比也應(yīng)在 4~30 這一比例內(nèi)， 所以堆肥過(guò)程適宜的碳氮比應(yīng)控制在2035 之間。 有機(jī)生活垃圾堆肥 質(zhì)量 腐熟程度指標(biāo) 有機(jī)生活垃圾堆肥的腐熟度是 由一系列的參數(shù)來(lái)衡量的。使腐殖質(zhì)達(dá)到無(wú)害化。如果堆肥得到的肥料沒(méi)有經(jīng)過(guò)其腐熟度指標(biāo)的各項(xiàng)評(píng)定沒(méi)有控制在合理的范圍內(nèi)就用于土壤施肥，施肥過(guò)后會(huì)對(duì)植被，作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生不好的影響。 判定有堆肥產(chǎn)物是否 腐 熟 指標(biāo)的方法 有四種 ：分別是物理方法；化學(xué)方法； 生物學(xué)方法和衛(wèi)生學(xué)方法 。一般來(lái)說(shuō)，腐熟的肥堆具有 以 下特征： 堆肥后的溫度自然降低，與環(huán)境溫度趨向一致 ，不在發(fā)生 明顯的變化 ；沒(méi)有令人作嘔的臭味； 堆體物料不長(zhǎng)蛆，不吸引蚊子和蒼蠅；肥堆表面有白色和 灰白色菌絲附著；堆肥產(chǎn)品呈現(xiàn)疏松的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。這種堆體溫度的變化與堆肥過(guò)程中能夠被氧化分解的有機(jī)質(zhì)含量成正相關(guān)。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。但是，不同的堆肥 物料、堆肥系統(tǒng)的溫度變化也是各不相同，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定堆肥的溫度最佳變化范圍。 而這些垃圾腐敗后 會(huì)產(chǎn)生令人不快的臭味 。 顏色：通過(guò)直觀 地 觀察 肥堆的 顏色，根據(jù)其顏色是否達(dá)到堆肥成熟 應(yīng)具有的顏色來(lái)判定堆肥是否成熟。 12 化學(xué)方法 物理方法只是通過(guò)對(duì)肥堆的溫度、顏色、氣味等外在特征來(lái) 評(píng)估 堆肥成熟度。 所以評(píng)估堆肥的成熟度一般通過(guò)分析堆肥過(guò)程中堆料的活性 成分或性質(zhì)變化來(lái)評(píng)估堆肥 成熟 程度。 碳氮比（ C／ N）： 碳 源 是 好氧 微生物 生長(zhǎng)繁殖需要的能源物質(zhì)，氮源 則是好氧 微生物的 營(yíng) 養(yǎng)物質(zhì)。因?yàn)?堆肥物料的固態(tài)碳氮比初始值為 20:1~30:1 之間，理論上在已經(jīng)腐熟的堆肥產(chǎn)品固態(tài)碳氮比值在 10： 1~15:1 之間，所以在堆肥過(guò)程中碳氮比從最初的 20:1~30： 1 或更高降低到 10： ~15:1 之間時(shí)，說(shuō)明堆肥已經(jīng)成熟 。所以說(shuō)堆肥過(guò)程雖然是好氧 微生物對(duì)有機(jī)物料的氧化分解過(guò)程，但是也伴隨著明顯的硝化反應(yīng)過(guò)程。堆肥產(chǎn)生的氨氣有三個(gè)去處：一是被微生物生長(zhǎng)繁殖吸 收；二是 被固氮微生物氧化成氨態(tài)氮和硝態(tài)氮。而垃圾中的氮含量很少。隨著垃圾堆肥過(guò)程的進(jìn)行，氨態(tài)氮的含量 隨之下降；硝態(tài)氮的含量隨之升高。所以氮化合物也是評(píng)估堆肥成熟度的一種化學(xué)方法。有機(jī)質(zhì)的降低程度能反應(yīng)出堆肥的成熟度，而陽(yáng)離子的交換量又能反映出有機(jī)質(zhì)的降低程度，所以能用陽(yáng)離子的交換量作為堆肥成熟程度的指標(biāo)，可作為堆肥成熟度的評(píng)估參數(shù)。 堆肥 腐殖質(zhì) 參數(shù) （腐殖質(zhì)指數(shù)、腐殖質(zhì)總量和功能基因） ：堆肥腐殖質(zhì)參數(shù)也可作為評(píng)定堆肥成熟程度 的一種重要參數(shù)。 得到的效果適得其反。它們?cè)诙逊手械暮慷嗌偻ǔＪ且云浜剂勘硎?，堆肥開始時(shí)，由于剛開始進(jìn)行，所以堆肥一般會(huì)含有大量的未被腐殖化的成分（ NHF）和富里酸（ FA），以