垃圾综合处理项目堆肥车间设计方案.docx

1、垃圾综合处理项目堆肥车间设计方案垃圾综合处理项目堆肥车间设计方案传统的生物发酵的方式（厌氧堆肥和好氧堆肥），由于技术落后、堆肥质量差，以致失去市场，逐渐被淘汰，早就没了发展前景。国内在堆肥上也做过一些其他尝试，如北京某公司开发了一种称之为“分类还原法”，它是以“水解还原及固氮制肥技术”为核心，两年前我们曾在陕西阎良，参观了他们的一个日处理150吨的试验厂（占地45亩），与这项技术的主要负责人有过直接的交流。据介绍，该垃圾处理系统的投资预算为15-20万元/吨（以处理1吨生活垃圾的能力计，理论投资预算为15-20万元）。在看了他们的生产车间后，发现它的分拣处理过于简陋，有点“刀耕火种”之嫌，而后

2、序制肥部分，确有独到之处，与众不同。这个被环境科学研究院赵章元先生称说：“它的有机质部分直接进入到高温，高温加催化剂，再加一些它的专利制剂，这样出来的肥料第一是没有味，臭味是没有，第二他再想办法把这个制剂做成高效的肥料，这是它的优势。”该工艺的做法是，它把分选后的垃圾，一批批投放到“高温高压水解喷爆罐”（称之为“人造胃”）中，加上催化剂，经过化学反应，然后再喷爆（像做爆米花似的）出来。整个流程包括：催化、萃取、浓缩、沉淀、喷瀑、烘干、筛选、活化、固氮、混料，等等一系列复杂的化学和物理过程，塔塔罐罐一大串。把垃圾处理当作精细化工一样来对待。小规模或许不显大碍，但对于一个日处理教千吨的城市生活垃圾

3、厂，不可想象它将是怎样一个场景。既然称作“分类还原法”，参观以后，该工艺让人有种“分类不足、还原有余”的感觉，前轻后重，似乎有失偏颇。前面我们已经讨论过，我国的城市生活垃圾为混合垃圾，如果不把“分类”这件事做好,而精力都用上制肥上，可能得不偿失。从投资分析来看，若要加强分选投入，可能20万/t拿不下来。还有一种用蚯蚓吞噬垃圾，来生产“蚯蚓生态肥”的做法。广西梧州就曾搞过这样的工业化尝试，建了4条蚯蚓育肥生产线，每条生产线置于一台巨大的“蚯蚓反应器”中，器内由5层B1400X20m的胶带输送机叠加起来，头尾交错。上下衔接，胶带以极慢的速度缓缓而行。4条生产线由4台巨大的“蚯蚓反应器”组成，共计2

4、0台宽带输送机嵌入其中。在一座1500多平方的厂房内，当然还布置了其他若干辅助设备，据说该项目单设备就花费好几百万，结果以失败而告终。蚯蚓通称曲蟮，是一种环节动物，身体柔软，圆而细长，生活在土壤中，能使土壤疏松，它的粪便可使土壤肥沃。其实，蚯蚓吞噬污泥是它的天性，这个古老的“游戏”，可能远在恐龙时代，就已经在地球上演绎着。当然蚯蚓也可以用来处理垃圾，我想无人怀疑，而今国内外做蚯蚓堆肥研究的也不少见。但问题的关键是，这种垃圾处理方式，如何实现工业化过程。据国外报导，大约相当一亩地的面积，养殖的蚯蚓，每天可处理27kg垃圾。看来利用蚯蚓消解垃圾，可能是需要一个很长的过程。但这个过程似乎过于缠绵。若

5、有广袤的土地，不妨把垃圾堆在那儿，任由蚯蚓们慢慢享用。如果一个工业化的过程，慢到让人难以等待的程度，就毫无意义了。像梧州这样4条工业化生产线，每条线的堆放面积约为100平方米，4条线共计400平方米，加在一起还不过0.6亩。假如带速开得极慢，算它一天（24小时）走完100米，如此算来，这4条生产线一天只能处理27X0.6=16.2kg垃圾。这么一点点，像是玩过家家似的。这种所谓蚯蚓生态肥工业化生产线，如何应对日清运量高达成百上千吨的垃圾？做这种工业化生产流水线的实践，岂不是异想天开！怎么能不以失败收场？兴许笔者孤陋寡闻见识浅薄，对于上述两例垃圾堆肥处理，实在不敢苟同。第一、且不论高温水解是否伪

6、科学，把垃圾处理搞得像精细化工那样，看来过于繁杂，它应该是粗放型的；第二、垃圾处理必须达到规模化、批量化，才能实现工业化的大生产。如果一套庞大的装备系统，产出很少，有何价值？毕竟这不是在浓缩铀。4.1.微生物发酵的选择为此，本堆肥设计采用生化堆肥，选择刚刚兴起的微生物发酵技术。微生物技术是当今生物科技中的最高领域，它与早年的好氧、厌氧生物发酵相比，微生物发酵的堆肥方式迥然不同，发酵功效更是天壤之别。近年来，在北京、江苏、河南、河北等一些高校（特别是农业大学）和科研单位，均有这方面的研究与应用。目前大都用于农业废弃物，如畜禽粪便、稻草秸秆等堆肥发酵。由于微生物发酵技术还是个新生事物，其课题的立意

7、都是面向农业废弃物的，因此至今尚未涉及城市生活垃圾。我们在调查研究中发现，垃圾中的有机质成分（尤其是我国城市生活垃圾中的厨余类比例较高）与农业废弃物的成分基本接近，经过分析比较认为很值得尝试。其实从农耕时代开始，中国农民的沤肥就把垃圾粪便作为原料。为此向一些高校和科研单位进行了咨询与请教，探讨城市生活垃圾微生物发酵的可行性。在参加2009年“第四届中国有机肥料科究学术交流与产业咨询大会”期间，我们与南京农业大学杨兴明教授进行了交流，引起了杨教授的兴趣，这位导师准备把城市生活垃圾的堆肥，作为下一个增加点纳入研究课题。其后我们又到了河北省科学院拜访了王惠畅教授，尤其是得到了他的大力支持与帮助，领我

8、们参观了他们一家合作的堆肥厂，还免费为我们提供了20kg他们研制的有机肥发酵剂。回来后我们与其它菌种进行了对比试验，看来该发酵剂用于垃圾堆肥，效果不错。王教授承诺今后还会再做进一步研究，为我们配制出符合不同有机肥产品的发酵菌剂，给我们的设计工作增添了信心。河北省科学院提供的菌剂，是一种专门用于生产高品质生物有机肥的高效微生物发酵剂，每吨垃圾所需发酵剂用量仅为1kg/t（即1）；因其内含多种具有特殊功能菌，真菌、放线菌和酵母菌等，这些菌经特殊工艺复合在一起，互不拮抗，相互协同，有其独特的优势。具有如下功效和特点：1.对有机物料进行无害化、增效性处理。发酵过程易控制、适合有机肥料的工业化生产，用于

9、城市生活垃圾、污泥废渣等有机物的快速发酵、腐熟（一般5-7天）。经其发酵处理的物料，除臭、腐熟、杀虫、灭菌、脱水后的产品，质量和肥效得到了彻底的改观。2.在有机物处理的过程中，胡敏酸含量不断增加，有机物由不稳定状态转化为稳定的腐殖物质，磷的有效性大幅度提高，铵态氮含量显著增加，腐熟后的有机物成黑褐色，植物纤维结构易碎，原料的不良气味消失。成为一种绿色安全肥料。3.该品含有对植物具有抗病害作用的微生物，如芽孢杆菌、放线菌等有益微生物，在有机肥发酵过程中大量繁殖。使有机的有益菌含量大幅提高，施入土壤后植物根际形成生物屏障，抑制土传病原真菌侵入，达到防病治病的效果。每克含土壤有益微生物的菌数不少于3

10、00亿。有益菌达300亿/g（国家标准为0.5亿/g），比起其他产品2-6亿/g的要高得很多。 4.低温除臭。3-5小时可除臭，16小时可升温50左右，发酵温度控制60-65维持3-4天即可。形成的微生物有机肥，含有高效活性菌，施用少，肥效高，具有高效化、长效化的特点。成为一种名副其实的多菌生物有机类增强型复合肥（微生物肥-细菌肥料）。4.2.堆肥工艺的选择生化堆肥采用动态堆肥，按堆场式样可分为“深槽式”和“条垛式”两类：“深槽式”要左右砌筑槽板矮墙，墙头架设轨道，以供槽式“翻抛机”运行作业。深槽式堆肥，进、出料比较麻烦，抛翻作业笨拙。还有，“翻抛机”若要从一个槽移至另一槽，必须另外架设过渡运

11、载机械方可移动，否则只能一槽一机，这样设备闲置率高，投资浪费。与下面的“条垛式”相比，“深槽式”发酵周期长，效率低；深槽发酵还有一大缺点，发酵过程中容易产生硫化氢、胺气、吲哚等有害、恶臭气体。“条垛式”只需平整的场地，配置轮式或履带式翻堆机即可。这种动态堆肥在欧洲用得很普遍，以往国内很少使用，因为这类翻堆机必须进口，西欧著名的翻堆机厂家有，奥地利的康姆泰克（Komptech）公司、德国的巴库斯（Backhus）公司，但由于其产品价格昂贵，问津者了了，几乎没人选用。最近几年，国内已有几个家厂开发了这类产品，虽然性能略逊一筹，但基本功能可以保证，而价格相对要便宜得多。由于国内已经有了自己生产的翻堆

12、机，加之我国微生物发酵领域也有了新的突破，这无疑为我们的城市生活垃圾堆肥处理创造了良机。可以说“微生物发酵”与“车式翻堆机”，为城市生活垃圾堆肥处理插上了腾飞的双翼，应该是鼓足干劲勇往直前的时候了。通过比较，本生化堆肥工艺设计，选择的是动态“条垛式”微生物发酵工艺，采用履带式翻堆机。这种工艺的最大优点：“条垛式”发酵只需平整的场地，对厂房要求不高；地面条堆发酵工厂化生产生物有机肥模式，其机械设备具有投资少，耗能低，成肥快，产量大的明显优势。主要特点：节省了大量的人力物力和工程土建，使堆肥规模的伸缩性更随意。翻堆是物料发酵非常重要的一个环节。自行式翻堆机根据好氧发酵的原理设计，充分发挥微生物发酵

13、菌的功能空间。物料和菌种翻拌均匀，以及良好的好氧环境，都为加快有机物发酵、腐熟提供了条件。自行式翻堆机操作灵活，一机多垛，耗能低、产量大，效率高，安全可靠、易于操控等特点。由机架下挂装的旋转刀轴，对堆肥原料实施翻拌、蓬松、移堆，车过之后即成新的条形垛堆，该机一大技术突破在于整合了物料发酵 后期的破碎功能。随着物料逐渐脱水，发酵过程中形成的结块，即被“刀轴”迎刃而解，起到粉碎作用。用翻堆机将生活垃圾（含水量在50-70)、发酵剂等，均匀混合翻拌，3-5小时除臭，16小时升温至50，每天一次即可。如堆内温度达到6065，加一次翻倒，起到均匀发酵、增氧、降温的功效，始终将温度控制在65以内。可三天松

14、散、四天变香、七至十天成肥。其腐熟标志：堆温降低，物料松散干燥，无物料原臭味，稍有氨味，堆内布满白色菌丝，即成为有机肥。再进行粉碎、筛分、造粒、包装，即可作为产品销售。含水量约在20-30，以保持菌种的活性。本设计有机肥产量：初步按日产300吨计。日处理1500吨垃圾，分拣出其他可再生资源后，剩余有机物及尘土则用作堆肥原料，腐熟脱水后，估计出肥率在20左右。即1500X20=300t。堆肥厂房为棚架式钢结构，下筑1米矮墙，地面用混凝土硬化打平。按每个条垛：底宽2.8米，堆高1.2米，长50米设计，则每一条垛的体积为：50X（2.8X1.2）/2=84立方米，堆肥比重按每立方0,8t计，每天30

15、0t的产能，则所需条垛数为（300/0.8）/84=4.4643条，以5条/日计，堆肥成熟期按10天计算，则全厂需设置50条堆垛用于周转。若以一个棚架内设10个条垛，则需5个棚架。按“条垛”间距0.8米计，则10组“条垛”占地为（2.8+0.8）X10=36米宽、50米长。宽度两边放出人行安全走道，长度两端留出翻堆机调头余地，则每个棚架按照宽40米、长60米、高约8米，顶部设有敞开式通风排气窗，共建五座即可，考虑留有余地加设一座，则建设6座（包括成品包装工段用房在内）标准堆肥厂房。堆肥工艺：原料从分选车间用自卸式卡车运来，按垛沿长度方向自卸成条，铺满一条后，接着用翻堆机按垛翻抛，第一次翻抛时，

16、要同时进行按比例均匀撒布发酵剂，以后每天翻抛一次，起到增氧、降温的作用，直至腐熟成肥。检验合格后转往包装工段，进行筛分、粉碎、造粒、装袋、称重、缝包。有机肥在生产过程中严格杜绝重金属和碎玻璃的介入，我们在做工艺设计时就注意到这个问题。控制重金属和碎玻璃的含量，不是靠产品最后的检测来找答案，而是在源头和生产过程中来加以防范的。由于分选车间有多道高效磁选装置，人们担心的干电池（包括钮扣电池）几乎100除尽，所以进入堆肥间的原料，基本上不挟带这类危险废弃物，所以不存在因电池而引起的重金属超标。加之国家早就实行无汞干电池的强制性生产标准，现今市场上已买不到含汞电池。至于玻璃问题，分选车间有专门的分拣平

17、台负责玻璃回收，即便有少许漏网碎玻璃，堆肥熟化后还要再经过滚筒筛、粉碎机，循环返复进行筛分、粉碎，大点儿的碎玻璃则被筛出，稍小的则被进一步粉碎，直至设定的安全细度。如果肥料中的玻璃颗粒细到不会扎脚，像沙子一样又有何妨，因此不存在玻璃碴的顾忌。如果仍然担心重金属影响堆肥处理的肥料的安全性，在人们尚未普遍认同之前，这种肥料可以不用于粮农、菜农、果农，暂不涉及民生与“吃”有关的农产品、林产品。但它仍有相当广阔的其他用途，譬如速生林、橡胶林、油桐、苎麻、棉花、花卉等经济作物，以及行道树、园林绿化诸多场所。当然，如果城市生活垃圾分类工作做得很好，把家庭生活中丢弃的玻璃、电池等分类收集，那么到了综合处理厂也无需补上垃圾“再分类”这一课，进入堆肥车间也会省略不少后处理的工艺过程，而且生产的肥料也不会那么令人担忧，现在这么做也是不得已而为之。本车间主要设备配置为：3台（考虑一台备用）LY280履带式翻堆机，4台自卸式卡车（3-4吨左右），2台小型翻斗车（1吨左右），4台FGZL30型对辊挤压造粒机（30kw），2台GS1.5X5.0型回转筛（7.5kw）、2台WP600型卧式双链粉碎机（22kw），一台LY50型包装机（8.6kw），另配上部分B650胶带输机（台数另定）。堆肥车间用电总负荷约为300kw（包括照明）。