固废课程设计堆肥某城市生活垃圾卫生填埋处理工艺方案设计.docx
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固废课程设计堆肥某城市生活垃圾卫生填埋处理工艺方案设计
一、前言……………………………………………………………….2
1.1生活垃圾定义及来源分类……………………...2
1.2生活垃圾处理必要性……………………………...2
1.3生活垃圾处理方式……………………………………………4
1.4堆肥技术……………………………...4
1.5好氧堆肥适宜处理的垃圾………………………...5
1.6堆肥的影响因素…………………………...6
二、设计任务要求………………………………………………………..6
2.1采用的设计标注及规范…………………………………………………..7
2.2建设项目周围环境概况……………………………………………………7
2.3生活垃圾设计参数…………………………...7
三、设计工艺流程……………………………………………………….7.
四、堆肥工艺的选择…………………………………………………….8
4.1预处理………………………………………………………………………8
4.2主发酵………………………………………………………………………9
4.3后发酵………………………………………………………………………9
4.4后处理…………………………………………………10
4.5脱臭…………………………………………....10
4.6贮存…………………………………………………………………………10
五、主要设计计算………………………………………………………11
5.1垃圾设备及分选设备选型…………………………………………………11
5.2堆肥工艺条件控制……………………………….14
5.3堆肥设备选型……………………………….16
六、效益分析…………………………………………………………….18
七、小结………………………………………………………………….19
参考文献
一、前言
随着人口飞速增长和工农业经济的迅速发展，世界性的水资源短缺、水污染加剧和生态环境破坏，已经严重威胁人类的健康和安全，制约经济的进一步发展，所以我们每个人都要提高保护环境意识，从自身做起，保护我们赖以生存的环境。
在保护水环境的同时，更要注意生活垃圾的危害。
当你每天把各种垃圾汇集在一起，投向垃圾箱的时候，是否想到过累计我们所有人扔掉的垃圾量会形成一个天文数字，有资料统计，目前我国城市居民没人每年的生活垃圾产生量已达440公斤，全国历年的垃圾存量已高达60多亿吨。
1.1生活垃圾定义及来源分类
生活垃圾，是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。
垃圾分类是指按照垃圾的不同成分、属性、利用价值以及对环境的影响，并根据不同处置方式的要求，分成属性不同的若干种类。
生活垃圾一般可分为四大类：
可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。
1、可回收垃圾包括纸类、金属、塑料、玻璃等，通过综合处理回收利用，可以减少污染，节省资源。
如每回收1吨废纸可造好纸850公斤，节省木材300公斤，比等量生产减少污染74％；每回收1吨塑料饮料瓶可获得0．7吨二级原料；每回收1吨废钢铁可炼好钢0.9吨，比用矿石冶炼节约成本47％，减少空气污染75％，减少97％的水污染和固体废物。
2、厨房垃圾包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶等食品类废物，经生物技术就地处理堆肥，每吨可生产0.3吨有机肥料。
3、有害垃圾包括废电池、废日光灯管、废水银温度计、过期药品等，这些垃圾需要特殊安全处理。
4、其他垃圾包括除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸等难以回收的废弃物。
1.2生活垃圾处理必要性
生活垃圾里的污染物很多，其危害程度各不相同，但有一点是相同的，对人体的危害、对环境的破坏都是极其严重的，所以我们必须高度重视，科学地使用和管理日常生活中易产生危害环境的物品，使其危害降到最低程度，保护好我们的环境和家园。
生活垃圾的危害有以下几方面：
1、浪费资源。
有人会说都成垃圾了，怎么还能算得上是浪费资源呢？
但是生活垃圾中一般含有10％～15％的可回收利用的物质，如金属、玻璃、塑料、橡胶和纸张等。
随着全球资源短缺的加剧和科学技术的发展，城市生活垃圾将成为具有可利用价值的资源。
2、污染环境。
生活垃圾若不能及时从市区清运或简单堆放在市郊，往往会造成垃圾遍布、污水横流、蚊蝇孽生，散发臭味，还会成为各种病源微生物的孽生地和繁殖场，影响周围环境卫生和危害人体健康。
医疗废物更是具有传染性的危害废物，随意抛弃,会传播肝炎、肠炎、痢疾及各种蠕虫病菌等，对人体健康造成非常大的威胁。
3、无处消纳，垃圾包围城市。
垃圾堆放和处置需要占用大量的土地面积。
垃圾的露天堆放和填埋，要占用大量的土地资源。
许多城市在郊区设置的垃圾堆放场，侵占了大量的可耕地面积，使可耕地短缺的矛盾更加突出。
4、产生渗出液，污染水环境。
渗出液是生活垃圾本身分解产生的污水和雨水、地表水或地下水流经垃圾层摄取其中的污染物质而产生的污水的总和。
生活垃圾渗出液属高浓度污水，会严重污染水体和土壤，而且其中的污染成分在土壤中的迁移过程十分缓慢，经过相当长的时间才能发现，且具有很大的危害性。
5、有害生物的巢穴。
垃圾不但含有病原微生物，而且能为老鼠、鸟类及蚊蝇提供食物、栖息和繁殖的场所，也是传染疾病的根源。
6、造成大气（空气）污染。
垃圾的一种处理方式是焚烧。
大气污染有时也称空气污染，通常大气污染是指地区的大范围污染，而空气污染主要指小范围环境污染。
洁净大气是由以下气体组成：
氧气20.94％，氮气78.06％，稀有气体0.94％，二氧化碳0.03％，还有少量水蒸气和其它气体。
我们把固有成分以外的物质（二氧化硫、烟尘等）称为污染物。
由部分垃圾燃烧可知，垃圾焚烧后会产生一些有毒有害的气体。
7、造成土壤污染。
垃圾的另一种处理方式是填埋。
土壤有较强的自净能力，但当有毒有害物质进入土壤的量超过了土壤的自净能力，引起土质恶化，造成土壤污染。
土壤污染影响农作物的生长，并直接或间接影响人畜健康。
目前污染土壤的物质主要有化肥和农药，工业产生的废水、废渣和垃圾等。
此外还受到生物性污染以及大气和水质污染的间接影响。
生活垃圾中，合成纤维、塑料、橡胶等物质在自然生态系统中不能被分解者分解，残留在土壤中，会破坏土壤结构，严重影响植物生长。
8、造成水体污染。
进入水里的污染物，超过了水体的自净能力，导致水质恶化引起水体污染。
由于雨水冲刷垃圾，垃圾中的一些有毒有害物质，如磷氮等元素，重金属等，如果进入江河湖泊中，会造成水的富营养化污染和重金属在生物体内积累，并沿食物链传递，给生态系统造成严重危害。
另外，大气污染造成的酸雨和土壤污染物的渗透也会间接造成水体污染，进而影响水生动植物生长、人类生活和身体健康。
1.3生活垃圾处理方式
目前常用的垃圾处理方法主要有填埋、焚烧、堆肥、热解、分选回收和综合处理等。
我们将几种主要的处理方式进行比较如表1。
.
表1生活垃圾处理方式比较
卫生填埋
焚烧
堆肥
技术成熟性
成熟
成熟
成熟
适用条件
使用范围较广泛，但入场垃圾需要符合GB16889-2008
要求垃圾热值大于4000kJ/kg
垃圾中生物可堆肥物含量25%-30%
对地表水污染的可能性
渗沥液处理设施事故状态下可能，可采取事故状态下的应急措施
通过焚烧，垃圾体积可减少80%-90%，残渣安全填埋产生渗沥液处理设施事故状态下可能，可采取事故状态下的应急措施
无
对地下水污染的可能性
需要防渗、事故状态下可能造成污染
无
可能性小
对大气污染的可能性
设置填埋气导排系统、焚烧系统，污染可能性较小
烟气处理不当时，对大气有一定程度的污染
轻微气味
对生态环境的破坏
限于填埋区以及填埋区周围1km范围内
场区内
场区内
占地面积
大
小
中等
管理维护难易程度
较容易
较难
较难
单位投资
最低
最高
居中
处理成本
最低
最高
居中
资源再次利用
基本为零（实施垃圾分类回收除外）
15%-60%
10%-50%
1.4堆肥技术
本次设计就是生活垃圾堆肥厂，生活垃圾堆肥在我国具有悠久历史，但堆肥处理率并不高，目前全国共有各类生活垃圾堆肥厂约70多座。
在我国常用的生活垃圾堆肥技术大致可分为简易堆肥、好氧堆肥和厌氧堆肥三类。
1、简易堆肥：
工程规模较小、机械化程度低、主要采用静态发酵工艺、环保措施不齐全、投资及运行费用均较低。
简易高温堆肥技术一般在中小型城市应用较多。
2、好氧堆肥：
工程规模相对较大、机械化程度较高、一般采用动态或半动态好氧发酵工艺、有较齐全的环保措施、投资及运行费用均高于简易高温堆肥技术。
3、厌氧堆肥：
工程规模普遍较大，机械化程度相当高，一般采用湿式或干式厌氧发酵工艺，发酵周期可缩短至15～20天后，沼气收集后可用于发电等，生活垃圾资源化利用率较高，投资及运行费用高于好氧堆肥，占地面积少于好氧堆肥。
1.5好氧堆肥适宜处理的垃圾
垃圾的化学特性对于堆肥产品的品质有直接影响，最主要的是碳氮比。
理想的堆肥垃圾碳氮比应该在30:
1左右。
此外磷、钾和微量元素对于微生物的新陈代谢来说是必需的，垃圾中这几类物质的含量不能太低。
垃圾的酸碱度也对微生物的活动有较大的影响。
在堆肥化过程中，pH值随时间和温度发生变化，可以根据pH值的变化来检测分解过程的进展。
初始阶段由于有机酸的产生，pH值会降低到5.0或更低。
在活跃阶段和稳定阶段，随着有机酸被逐步分解，pH值逐渐上升，最终可以达到8.0左右。
一般认为堆肥垃圾最佳的初始pH值为7.5-8.5.
堆肥垃圾的颗粒度影响着气体密度、内部阻力和气体流动性。
小粒度的垃圾可以提高自身与微生物和空气的接触面积，加快堆肥化学反应速率。
理想的粒度是25-75mm，因此，在堆肥化以前最好物料需要进行筛分或破碎处理，具体的粒度可根据产品工艺和性能的要求而定。
但颗粒度也不是越小越好，颗粒适当增大可以起到支撑结构的作用，增加垃圾内部的孔隙率，有利于通风。
由于水是溶解废物中有机物和营养物质以及合成微生物细胞质必不可少的物质，所以堆肥垃圾中必须含有一定量的水分。
最佳含水率范围应该是50％～70％。
若含水率过高，水就会将垃圾整体粘连起来，阻碍空气流通，出现厌氧的工况，甚至使营养物和病原微生物随水流出；若含水率过低，有机垃圾的分解速度会降低。
当含水率低于12％时，微生物的繁殖就会停止。
含水率可通过对不同垃圾按一定比例混合来调整，若物料过稀，还可以使一定比例的堆肥产品重复使用来调节。
在初始或活跃阶段，若水分散失过多，则需要及时补充水分。
1.6堆肥的影响因素
影响堆肥的因素很多,归纳起来主要有下面几方面。
1、有机质含量：
对于快速高温机械化堆肥而言,首要的是热量和温度间的平衡问题。
有机质含量低的物质发酵过程中所产生的热将不足以维持堆肥所需要的温度，并且产生的堆肥由于肥效低而影响销路，但过高的有机物含量又将给通风供氧带来影响，从而产生厌氧和发臭。
研究表明，堆肥中合适的有机物含量约为20%～80%之间。
2、水分：
水分为微生物生长所必需，在堆肥过程中，按重量计，50%～60%的含水率最有利于微生物分解，水分超过70%，湿度难以上升，分解速度明显降低。
3、温度：
对堆肥而言，温度是堆肥得以顺利进行的重要因素，温度的作用主要是影响微生物的生长，一般认为高温菌对有机物的降解效率高于中温菌，现在的快速高温好氧堆肥正是利用了这一点。
4、碳氮比：
C/N比与堆肥温度有关，原料C/N比高，碳素多，氮素养料相对缺乏，细菌和其他微生物的发展受到限制，有机物的分解速度就慢，发酵过程就长。
如果碳氮比例高，容易导致成品堆肥的碳氮比过高，这样堆肥施人土壤后，将夺取土壤中的氮素，使土壤陷入“氮饥饿”状态，会影响作物生长。
若碳
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