文档介绍：第四章固体废物堆肥及厌氧发酵
其它影响因素分析
(1)有机质含量
有机质含量高低影响堆料温度与通风供氧要求。如有机质含量过低,分解产生的热量将不足以维持堆肥所需要温度,影响无害化处理,且产生的堆肥成品由于肥效低而影响其使用价值。如果有机质含量过高,则给通风供氧带来困难,有可能产生厌氧状态,研究表明堆料最适合的有机含量为20~80%之间。
(2)颗粒度
堆肥化所需要的氧气是通过堆肥原料颗粒空隙供给的。空隙率及空隙的大小取决于颗粒大小及结构强度,象纸张、动植物、纤维织物等,遇水受压时密度会提高颗粒间空隙大大缩小,不利于通风供氧。
因此,对堆肥原料颗粒尺寸应有一定要求,物料颗粒的平均适宜粒度为12~60mm,最佳粒径随垃圾物理特性而变化,其中:纸张、~;材质比较坚硬的废物粒度要求小些,~;以厨房食品垃圾为主废物,其破碎尺寸要求大一些,以免碎成浆状物料,妨碍好氧发酵。
此外,决定垃圾粒径大小时,还应从经济方面考虑,因为破碎得越细小,动力消耗越大,处理垃圾的费用就会增加。
(3)C/N比
在堆肥化过程中,微生物将作为能源,大量的碳在微生物代谢过程中,由于氧化作用生成二氧化碳而排出,一部分碳则构成细胞膜。氮主要消耗在原生质合成作用而留于系统内。故就微生物对营养的需要而言,C/N比是一个重要因素。
有机物被微生物分解速度随C/N而变。微生物自身的C/N比约4~30,用作其营养的有机物C/N比最好也在此数值范围内,特别当C/N比在10左右时,有机物被微生物分解速度最大。当原料的C/N比为20,30~50,78时,其对应所需的堆肥化时间约分别为9~12d,10~19d及21d。(当C/N在80以上时,堆肥化无法进行)。
各堆肥原料的C/N比如下:锯末屑300~1000,秸杆70~100,垃圾50~80,人粪6~10,牛粪8~26,猪粪7~15,鸡粪5~10,下水生污泥5~15,活性污泥5~8。因此,当用秸杆,垃圾进行堆肥时,需添加低C/N比废物或加入氮肥,以使C/N比调整到30以下。
在发酵后C/N一般会减少10~20%甚至更多,如成品堆肥的C/N过高,往土中施肥时,农作物可利用氮会过少而致微生物陷于氮饥饿状态,直接或间接影响和阻碍农作物的生长发育。故应以成品堆肥C/N为10~20作标准来确定和调整原料的C/N比,一般认为城市固体废物堆肥原料,最佳C/N在26~35:1。
(4)碳磷比(C/P比)
碳和氮对营养微生物的繁殖是必要的。此外,磷也是非常重要的因素,磷的含量对发酵起很大影响。有时,在垃圾发酵时,添加污泥,其原因之一就是污泥含有丰富的磷。堆肥料适宜的C/P比为75~150。
(5)pH值
是能对细菌环境作出估价的参数。在消化过程中pH值随着时间和温度的变化而变化,也是揭示堆肥分解过程的一个极好标志。适宜的pH值可使微生物有效地发挥作用,而pH太高或太低都会影响堆肥的效率。~,可获得最大堆肥速率。
对固体废物堆肥化一般不必调整pH值,因为微生物可在较大的pH值范围内繁殖。但是当用石灰含量高的真空滤饼及加压脱水滤饼作原料时,因pH值偏高,有的高达12,故需先在露天堆积一段时间或掺入其他堆肥以降低pH值。pH值过高时()氮会形成氨而使堆肥中氮损耗。
废物堆肥化设备及工艺系统
废物堆肥化按设备流程包括下述系统:进料供料设备→预处理设备→一次发酵设备→二次发酵设备→后处理设备→产品细加工设备。
(1)供料进料设备
固体废物的进料和供料系统是由地磅秤、贮料仓、进料斗以及起重机等组成。
堆肥化系统的预处理设备是由破包机、撕碎机、筛选机以及混合搅拌机械等组成。
经过预处理后的垃圾被送到一次发酵设备中,使发酵过程控制在适当的条件下,并使物料基本达到无害化的结果。然后,送到熟化设备即二次发酵设备中,使垃圾完全发酵腐熟。之后又通过后续处理设备对堆肥作更细致的筛选,除去杂质。必要时可采用洪干造粒,或添加化肥,制成高效复合肥等深度加工处理设备。
另外,整个生产系统,还须由排出臭气的脱臭装置,污水的收集排出与处理装置,电力供应设备,控制仪器设备等组合而成。
(2)堆肥化设备
堆肥发酵装置种类繁多,除了结构型式不同外,主要差别在于搅拌发酵物料的翻堆机不同,大多数翻堆机兼有运送物料的作用。
(a)几种发酵装置示意图: