厨余垃圾堆肥系统设计方案|污泥处理好氧发酵案例

随着农村行政体制改革，农村产业结构调整，农村剩余劳动力转移 ；养殖业特别是规模养殖的蓬勃发展，畜禽养殖废弃物排放总量急剧上升达，这些养殖废弃物没有得到适当的处理 , 造成有机氮、磷的流失和严重的环境污染 , 畜牧业生产中产生的大量甲烷、二氧化碳、等气体会导致温室效应 ；农村大量青壮劳动力离开了传统种植业生产和农村生活能源利用的改变，传统的秸秆作生活能源，制作有机肥料的利用和转化方法已不再实施，代之而起的是在田间焚烧秸秆，而且屡禁不止 ；焚烧秸秆时，大气中二氧化硫、、可吸入颗粒物三项污染指数急剧增长，对人的眼睛、鼻子和咽喉造成，轻则造成咳嗽、胸闷、流泪，重则导致呼吸系统疾病，形成烟雾遮天，直接影响能见度，造成严重交通事故 ；空气悬浮颗粒物增多 , 也是形成酸雨、“黑雨”的主要因素。畜禽养殖业废弃物和农作物秸秆已成为农村新的污染源，并对农村环境已造成严重污染。针对农村上述问题，研发“养殖废弃物和秸秆资源化开发利用集成技术”通过利用微生物、无脊椎动物等，对畜禽粪便和农作物秸秆资源化开发利用，保护农业生产环境，提高资源利用率，提高经济效益 ；以根本解决禽畜粪便和秸秆处理不当造成的污染、增加经济效益为目标 , 利用生态工程的方法 , 使畜禽养殖业废弃物和农作物秸秆转化为养殖业或种植业的原料或能源 , 实现畜禽养殖业废弃物和农作物秸秆的潜在经济价值 , 同时达到农业废弃物零排放，实现无公害生产，确保农产品质量安全，推动有机农业的发展。
堆肥作为一种重要有机固废资源化利用方法，已是不争的事实。但有关堆肥技术的研究开发目前仍是国内外的热门课题。不断改进堆肥工艺、设备、降低经济成本、适应更广泛的堆肥物料是研究者追求的主要目标。

发酵指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。发酵有时也写作酦酵，其定义由使用场合的不同而不同，通常所说的发酵，多是指生物体对于有机物的某种分解过程，发酵是人类较早接触的一种生物化学反应，如今在食品工业、生物和化学工业中均有广泛应用。发酵罐是好氧发酵工业生产中关键生化反应设备，在生物发酵生产中，当今普遍采用的罐内具有多级机械搅拌器的传动搅拌装置和罐底设有多种形式通气装置的通用式发酵罐。传统的发酵罐并不能将浆料均匀搅拌，也不能和足量的气体接触，究其原因发现，搅拌叶只能对浆料进行无规律的搅动，浆料不能形成整体的循环移动，因此留下许多无氧死角。这些无氧死角的存在导致了浆料发酵不完全，变质甚至产生有毒物质，危害十分严重，因此，急需提供一套搅拌充分的发酵罐。

随着我国社会经济的发展和城市化水平的提高，城市污水排放量不断增长，污水的处理率逐年提高，而污泥是城市污水处理过程中的主要固体废弃物，污泥中的有机物、营养物质及其他污染物质基本上是通过微生物或者是物理、化学作用转移到了污泥中。据估算 2011 年我国污泥产量（80% 含水率）超过 3000 万吨。污泥的成分复杂，是一种由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物、无机物组成的聚合物，除含有大量的水分外，还含有难降解的有机物、重金属、盐类以及病原微生物和卵等。污泥中有机物和氮、磷等营养元素含量较高，如果进入水体环境将会造成大的环境污染，同时也是一种很大的资源浪费 ；污泥中的病原菌、有机污染物以及污泥处理处置过程中的臭味问题也引起了公众越来越多的关注。
随着污泥处理处置问题的日益突出，我国越来越重视污泥问题的控制和解决。2007 年以来先后编制了污水厂泥质的行业标准 9 项行业标准，其中 6 项标准已经进一步修订编制成为国家标准。除了制定泥质标准，《污水处理厂污泥处理处置可行技术导则》（征求意见稿）、《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策（试行）》、《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南（试行）》技术文件也相继发布，对污泥处置的技术选择、技术发展趋势、具体实施方案以及投融资方式等都做了一些引导性的规定，为我国城镇污水处理厂污泥处理处置指明了发展方向。
污泥处置技术包括卫生填埋、焚烧、好氧发酵以及资源化利用等方法，其中污泥好氧堆肥以其投资和运营成本适中，同时又能资源化利用污泥中的有机质及营养元素，是《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南（试行）》中推荐选用的技术路线。目前国内外常见的污泥好氧发酵系统主要采用混凝土构筑的槽式、仓式或条垛式结构，通过人工或机械翻堆配合自然或强制通风来维持堆体中的有氧状态，保证堆体温度和微生物的正常生长。这是一个开放的系统，开放式的堆肥存在堆肥时间过长、占地面积大等诸多问题，而且开放的系统也使得堆肥过程中产生的臭味、水蒸气、渗滤液等难以控制，严重影响周围环境，损害公众健康、引起公众投诉。另外，现有的污泥好氧发酵系统很难精细、自动的控制堆肥过程中的各项参数。因此，开发出一种新型的污泥好氧发酵系统，提高好氧发酵效率，改变传统污泥好氧发酵时间长、占地面积大、恶臭问题突出等问题，对于解决我国日益突出的污水厂污泥问题有着十分重要的意义。

随着城镇化的快速发展，中小型城市的污泥、畜禽粪便、餐厨垃圾、园林废物和厌氧消化沼渣等有机固体废物的处理成为当前急需解决的问题。好氧发酵系统适用于固体废弃物产生源较分散、不易进行大规模集中处理的场合，其原理为：将废弃物(畜禽粪便、厨余垃圾、生活污泥等)、生物质(秸秆及锯末等)以及回流物料按照一定比例混合均匀，使含水率达到设计要求60-65％后进入好氧发酵系统，通过调节原料的水分、氧气含量和温度变化，使物料进行充分的好氧发酵分解，分解过程中释放的热量能够使污泥自身温度增高，污泥中的水分随着温度的上升被蒸发，部分有机物被分解，从而使污泥堆体体积减小，到达污泥的减量化处理。好氧污泥处理设备通过通风、充氧、搅拌等作用控制温度，达到污泥发酵处理的所需温度，在此温度时，能够使污泥堆体中的大量病原菌和，同时利用除臭系统对排放的气体进行生物臭味，达到污泥无害化处理的目的。污泥高温好氧发酵后得产品，可用于土壤改良、园林绿化、垃圾填埋覆盖土等。
随着畜禽养殖业的集约化脚步的加快，高度自动化养殖逐渐形成，养殖与种植已是两种产业，这不仅致使畜禽粪便还田率大幅降低，也导致城郊畜禽养殖区粪便积累，污染周边环境。其中好氧堆肥技术是应用广泛的固体废弃有机物处理技术。好氧堆肥是指在一定的水分、C/N比、通风等人工可控的条件下，通过好氧微生物的作用，实现固体废弃物稳定化的一种技术方法，是一种有机肥料的生产方式。
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