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垃圾堆肥技術的處理研究方法

[2013-1-12] 點擊:

垃圾堆肥技術發展很快。自20世紀80年代起,我國應用“二次發酵工藝”,堆肥生產趨向于工廠化。但是這種垃圾處理技術應以垃圾分類為前提。因為從垃圾處理和利用角度看,未經分揀的垃圾成分相當復雜,僅僅靠機械篩分的辦法,許多有害物質就會隨著堆肥產品進人土壤,造成二次污染。目前在我國常用的生活垃圾堆肥技術可分為兩類:
  
  (1簡易高溫堆肥技術。這類技術的特征是:工程規模較小,機械化程度低。采用靜態發酵工藝,環保措施不齊全,投資及運行費用均較低。簡易高溫堆肥技術在中、小型城市應用較多。(2)機械化高溫堆肥技術。這類技術的特征是:工程規模相對較大,機械化程度較高,一般采用間歇式動態好氧發酵工藝,有較齊全的環保措施,投資及運行費用均高于簡易高溫堆肥技術。機械化高溫堆肥技術在我國曾有輝煌時期,從20世紀80年代初期到90年代中期,北京、上海、天津、武漢、杭州、無錫、常州等城市均建有這類堆肥廠。但由于堆肥質量不好、產品銷路不件_收不抵支等原因,到1995年大多數已關閉。
  
  堆肥化綜合處理工藝中,分選是關鍵,好氧發酵是主體,配制有機復混肥是目的。目前已建的幾個生活垃圾堆肥化處理廠之所以堆肥產品達不到農用標準,關鍵在于分選處理不徹底和有機廢物發酵因素控制欠科學化。至于制肥系統,只要腐熟堆肥符合農用標準,則以它為基料配制高效系列有機復混肥的技術是成熟可靠的。分選技術及其機械設備的科學組合視生活垃圾組成的物性(如粒度、比重、磁性、電性、摩擦性、彈性、表面潤濕性)而定,
  
  離不利堆肥物料為目的。以達到回收可利用物質和分分選技術是整個堆肥化綜合處理工藝中的關鍵。中國各城市生活垃圾為混合袋裝收集,垃圾組成十分復雜,因此分選處理難度較大,必須開發將多種分選設備進行科學組合,集篩分、磁選、重力分選、選擇性破碎等技術方法為一體的專用分選工藝。實際上生活垃圾分選處理的機械設備并不復雜,主要是篩分機、皮帶輪磁選機、風力分選機、破碎機等,再配以給料機、運輸機、裝載機、通風機等。問題在于如何根據各城市生活垃圾組成的不同去選擇恰當的分選設備,如何把這些分選設備科學地組成分選能力強、效率高、能耗低、不堵塞、易維修的分選系統。
  
  生活垃圾堆肥化過程的分選處理分前分選處理(預處理)和后分選處理(精分選),前者用于一次發酵前,目的是回收可利用物資(如易拉罐、塑料制品、鐵塊等等),使其循環再生利用,同時除去粗大的非堆肥的物料,以提高發酵倉容積系數;后者用于一次發醉之后,目的是分離堆肥中不合農用標準的物料,因此分選設備的選擇和組合更為重要,其中最棘手的是塑料薄膜和重金屬的去除。為此,建議在后分選處理中采用“一次發酵物一磁選一風力分選一雙層滾動篩分一往復剪切式破碎機”相組合的工序。一些垃圾處理廠忽視后分選處理的工藝,以致堆肥產品中仍有不合農用標準的物質未去除而影響堆肥質量,不合格的堆肥產品仍屬于垃圾范疇,在肥料市場上毫無競爭力。
  
  生活垃圾好氧發酵過程是依靠生活垃圾中含有的各類微生物(細菌、放線菌、真菌)在分解有機物中交替出現,使堆肥溫度上升、下降,并分解有機廢物,使之轉化為腐殖質的生物化學過程。該過程通常分兩步完成,即第一次發酵(初級堆肥)和第二次發酵(熟化堆肥)。目前在施行這兩個發酵過程中存在如下一些問題有待解決。中國城市生活垃圾一次發酵大多是在發酵倉內進行靜態好氧發酵,采用機械強制通風,發酵10天左右,其中60t高溫保持5天。影響有機廢物發酵的因素主要是有機質含量、濕度(含水率)、碳氮比、堆肥過程的氧濃度和溫度以及pH值。欲使一次發酵如期順利完成,必須調整好上述影響發酵的因素。但廠家在執行過程中往往未嚴格監控上述因素的變化,于是也就未及時予以調整,以致一次發酵未達預期效果。生活垃圾適于堆肥的有機物含量為20%一80%,以40%一60%為佳。有機物含量低于20%,則不能提供足夠熱能供嗜熱菌繁殖,難以維持高溫發酵;但若有機物含量高于80%,則堆肥過程需大量供氧,而往往供氧不足發生厭氧過程。中國各城市生活垃圾的有機物含量不盡相同。同一城市因生活能源不同,垃圾中有機物含量也有差別。即使生活能源相同的城鎮.因季節不同,垃圾中有機物含量也有變化;因此為了有效控制發酵因素,垃圾處理廠進料時必須有垃圾的有機物含量數據。此外,生活垃圾用于堆肥的最適合的含水率為50%-60%(尤以55%為佳),這種濕度最適宜嗜熱微生物的生長繁殖和對氧的要求。若生活垃圾含水率高于65%,則易導致營養物滲出和造成通氣空隙不足,這會抑制需氧微生物的生長繁殖,甚至發生不良的厭氧分解,堆溫下降;而含水率低于40%也不利于需氧微生物生長,好氧分解速率緩慢?傊,生活垃圾含水率過高或過低均需要進行調節。
  
  通常分解有機廢物的微生物,其生長繁殖過程每利用30份碳就需要1份氮。據此,一次發酵適宜的碳氮比定為(25:1)一(35:1)為佳,碳氮比過低或過高都不利于嗜氧菌的生長繁殖,難以達到穩定的最佳堆肥。中國一些大中城市生活垃圾的碳氮比大多高于35:1,因此往往要添加糞便或氮肥水進行調節,使碳氮比達到或接近35:1。生活垃圾堆肥過程還需要適宜的氧濃度(14%一17%),若過低(10%),則用強制性通風,以不斷補給氧氣,激發好氧菌的活性;否則氧不足將使好氧菌生長受抑制,使好氧發酵停止。反之若氧濃度高于20%,應減少風量至氧濃度適宜為止。

文章鏈接:中國環保設備展覽網

 

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