城市垃圾的堆肥化技术
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城市有机废物的堆肥化处理在现代城市的发展中,有机废物的处理成为了一个亟待解决的问题。
这些废物如同一座座垃圾山,不仅占据了宝贵的土地资源,还对环境造成了严重的污染。
然而,如果我们能够将这些废物转化为肥料,那么它们就能够变废为宝,为城市的可持续发展注入新的活力。
这就是我们今天要探讨的主题——城市有机废物的堆肥化处理。
首先,我们要明确一点,那就是有机废物并非一无是处。
它们就像是一颗颗被遗忘的种子,只要给予适当的条件和处理,就能够发芽生长,成为滋养大地的养分。
而堆肥化处理,正是这样一种将有机废物转化为肥料的方法。
通过微生物的作用,有机废物中的碳、氮等元素被分解和转化,最终形成了富含养分的堆肥。
然而,这个过程并非一帆风顺。
在堆肥化过程中,我们需要面对许多挑战和问题。
比如,如何确保堆肥的质量?如何控制堆肥过程中的异味和污染?如何解决堆肥化处理所需的空间和成本问题?这些问题就像是一道道关卡,需要我们一一克服。
为了确保堆肥的质量,我们需要对有机废物进行严格的筛选和分类。
只有那些适合堆肥化的有机废物才能够进入堆肥场进行下一步处理。
同时,我们还需要在堆肥过程中加入一些调节剂和微生物菌种,以促进有机物的分解和转化。
这样,我们就能够获得高质量的堆肥产品。
在控制堆肥过程中的异味和污染方面,我们可以采用密闭式堆肥技术和负压通风系统等措施来减少异味的产生和扩散。
此外,我们还可以通过添加除臭剂和吸附剂等物质来降低堆肥过程中的异味浓度。
至于如何解决堆肥化处理所需的空间和成本问题,我们可以采取集中处理和分散处理相结合的方式。
一方面,我们可以建立大型的堆肥场来进行集中处理;另一方面,我们也可以在社区或家庭中设置小型的堆肥设备来进行分散处理。
这样既能够节省空间和成本,又能够满足不同场景下的堆肥需求。
当然,堆肥化处理并非万能之策。
它虽然能够解决一部分有机废物的处理问题,但对于一些有毒有害或者不适合堆肥化的废物来说,我们还需要寻找其他更加有效的处理方法。
厨余垃圾堆肥再利用方法厨余垃圾堆肥再利用方法厨余垃圾是指生活中产生的食物废弃物,包括果皮、菜叶、剩饭剩菜等。
随着城市化进程的加快和人们生活水平的提高,厨余垃圾的产生量逐年增加,给环境造成了很大的负担。
为了减少垃圾的填埋和焚烧,厨余垃圾的堆肥再利用成为了一种重要的处理方式。
下面将介绍一些常见的厨余垃圾堆肥再利用方法。
1. 堆肥箱堆肥法堆肥箱是一种简单有效的厨余垃圾堆肥再利用方法。
首先,选择一个通风良好、阳光充足的地方搭建一个堆肥箱,大小根据厨余垃圾的产生量和处理需求来确定。
然后,将厨余垃圾和干燥物(如树叶、纸张等)按一定比例混合,投入到堆肥箱中。
堆肥过程中需要定期翻动并保持适度的湿润度,以促进垃圾的腐熟分解。
几个月后,厨余垃圾就会转化为有机肥料,可以用于施肥。
2. 集中式堆肥设施除了家庭级的堆肥箱法,一些城市和社区还建立了集中式堆肥设施来处理厨余垃圾。
这些设施利用专业的堆肥技术和设备,能够大规模处理厨余垃圾。
首先,厨余垃圾通过回收和分类收集的方式收集起来,然后送往集中式堆肥设施进行处理。
在集中式堆肥设施中,厨余垃圾经过一系列的预处理、堆肥和成熟处理过程,最后转化为有机肥料。
这种方式不仅能实现垃圾减量和资源化利用,还能有效控制垃圾对环境的污染。
3. 技术改进提高堆肥效率为了提高厨余垃圾的堆肥效率,一些新技术和方法被应用到堆肥再利用中。
例如,温控堆肥技术可以通过控制堆肥温度和湿度来加速垃圾的腐熟分解过程,缩短堆肥周期。
同时,添加活性菌剂和酶剂也可以促进垃圾的分解和转化过程,提高堆肥效率。
此外,利用输送带和风机等设备,将厨余垃圾进行自动化处理,可以进一步提高堆肥的效率和质量。
4. 利用堆肥产生的有机肥料通过堆肥再利用厨余垃圾产生的有机肥料可以用于农田的施肥和植物的生长。
有机肥料中含有丰富的有效营养成分和有益微生物,可以改善土壤的结构和肥力,提高作物的生长和产量。
可以将有机肥料直接施用在农田上,也可以利用有机肥料来制作液体肥料或者固体有机肥料,以满足不同作物和土壤的需求。
智能化堆肥处置方案1. 智能化堆肥的概念智能化堆肥是一种结合现代科学技术和堆肥过程中微生物的代谢活动,利用人工智能处理有机废弃物,将其分解为更简单的化合物,并生产出高效的有机肥料的过程。
智能化堆肥技术旨在提高有机废弃物处理的效率,减少有机废弃物对环境的污染,并能制成有机肥料,以应对农业在高效利用资源和减少化肥使用方面的需求。
2. 智能化堆肥技术的步骤智能化堆肥技术主要分为三个步骤:第一步:有机物料堆肥将具有合理比例和湿度的有机废弃物按照一定的方式堆积起来,以适应堆肥材料中微生物代谢的需求。
第二步:智能化堆肥处理智能化堆肥处理器将有机废弃物自动分解为更加简单的化合物,并将产生的有机气体用于固定氮、气化后的升温和湿度调整。
第三步:有机肥料制备经过智能化堆肥处理后,废弃物转化为有机肥料,可用于土地葡萄牙和农业生产。
3. 智能化堆肥技术的优势智能化堆肥技术相比传统的堆肥方法具有以下优势:3.1 自动控制智能化堆肥处理器能够自动控制,无需人工干预,提高工作效率,降低人工成本。
3.2 生产有机肥料经过智能化堆肥处理后,产生的有机肥料可用于土地肥料和农业生产,降低了农业的化学肥料使用,避免了对环境的污染。
3.3 处理废弃物的效率高智能化堆肥技术能够快速、有效地处理废弃物,减少堆肥时间和占地面积。
3.4 环保智能化堆肥技术在处理有机废弃物的过程中无需添加化学物质,对环境无污染。
4. 智能化堆肥技术的应用智能化堆肥技术适用于以下场景:4.1 农业和畜牧业将农业和畜牧业的废弃物和生物质将生产出更高质量的有机肥料,提高农业和畜牧业的效率。
4.2 城市垃圾处理利用智能化堆肥技术处理城市垃圾,减少城市垃圾的污染,提高城市垃圾处理效率。
4.3 工业废水处理工业废水中的有机物质可以转化成为有机肥料,为土地提供生物质能源。
5. 结论智能化堆肥技术将有机废弃物转化为有机肥料,并提高了有机废弃物的处理效率,从而减少了废弃物对环境的污染。
固体废物的堆肥化处理技术一、堆肥化(composting)在人工控制条件下,利用自然界中广泛存在的微生物,有控制地促进固体废物中可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物学过程。
二、堆肥(compost)利用微生物对有机垃圾进行分解腐熟而形成的肥料。
三、堆肥化的原料:城市生活垃圾、污泥、禽畜粪便、泔脚和食品废物、农林废物四、堆肥化的原理五、(一)好氧堆肥的原理1、好氧堆肥是在通气良好、氧气充足的条件下借助好氧微生物的生命活动降解有机物,通常好氧堆肥堆温高,一般在55~60℃,极限温度可达80~90℃,所以也称高温堆肥。
2、好氧堆肥原理:①垃圾中的可溶性物质透过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物直接吸收;②不溶的胶体有机质先被吸附在微生物体外,然后依靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性物质,再渗入细胞。
③有机物质主要通过分解代谢和合成代谢而被降解好氧堆肥的过程潜伏阶段(亦称驯化阶段):指堆肥化开始时微生物适应新环境的过程。
中温阶段:也称产热阶段,主要是指堆肥过程初期,堆体基本处于15~45 ℃,这一阶段主要是分解一些易分解的有机质,微生物以中温好氧菌为主,常见的有丝状真菌、细菌。
高温阶段:当堆体温度超过45 ℃时即进入高温阶段,此阶段主要进行的是难降解的半纤维素、纤维素等的降解,同时形成腐殖质。
一般控制温度在45~80 ℃。
细菌、寄生虫等主要是在这个阶段被杀死。
降温熟化阶段:在微生物进入内源呼吸的后期,即进入降温阶段,此阶段仅剩下部分较难分解的有机物和新形成的腐殖质。
微生物活性下降,堆体温度下降。
嗜温性微生物占优势,对残余的难分解的有机质进一步进行分解,腐殖质的量增加。
氨氮组分氧化成硝酸盐。
六、堆肥化过程的影响因素1、有机质含量及营养比2、通风量目的1)供氧;2)调节温度;3)散除水分3、pH值:适宜的pH值是中性偏碱性,一般认为pH值在7.5~8.5时,可获得最大堆肥速率。
4、颗粒度:直接影响堆体的供氧量,适宜的颗粒度与物料性质有关,一般以15~75mm为宜。
城市生活垃圾主要处理方式及优劣对比解决垃圾问题的目标是将垃圾减容、减量、资源化、能源化及无害化处理。
目前,通行的城市生活垃圾处理处置技术主要有焚烧、填埋、堆肥,另外RDF 技术、厌氧生物制沼技术以及其他处理技术也在国外出现并应用于城市生活垃圾的处理。
实际上这些技术大多为焚烧、填埋、堆肥技术的延伸、配套和发展。
一、卫生填埋法1)简介卫生填埋法是指采用底层防渗,垃圾分层填埋,压实后顶层覆盖土层,使垃圾在厌氧条件下发酵,以达到无害化的垃圾处理方法。
因其方法简单、省投资,可以处理所有种类的垃圾,所以世界各国广泛沿用这一方法。
从无控制的填埋,发展到卫生填埋,包括滤沥循环填埋、压缩垃圾填埋、破碎垃圾填埋等。
采用卫生填埋法,首先要防止从废物中挤压出的液体滤沥及雨水径流对地下水的污染。
一般规范要求回填地最低处的标高要高出地下水位3.3m 以上,并且回填地的下部应有不透水的岩石或粘土层。
否则需另设粘土、沥青、塑料薄膜等不透水层。
其次,填埋场应设置排气口,使厌氧微生物分解过程中释放出的甲烷等气体能及时逸出,避免发生爆炸。
回填后的场地,一般在20 年内不宜在其上修建房屋,避免由于回填场不均匀下沉造成的结构破坏。
2)优缺点比较优点卫生填埋法主要有技术成熟、运行管理简单、处理量大、灵活性强、适用范围广和投资及运行费用相对较低等优点,是目前我国城市垃圾集中处置的主要方式。
缺点卫生填埋法的劣势主要在于占地面积大,减容效果差,且填埋的垃圾并没有进行无害化处理,仍残留着大量的细菌、病毒,还潜伏着沼气重金属污染等隐患,垃圾渗漏液也有污染地下水资源的可能。
近年来由于对环境保护工作的日益重视,对防止垃圾填埋所产生的渗沥水、沼气及恶臭对水体、土壤、大气可能造成的污染要求越来越高,以致造成填埋场场址难选,建场投资增大,运行费用提高。
目前许多发达国家已规定禁止原始垃圾直接在填埋场处理。
二、堆肥法1)简介堆肥是使垃圾、粪便中的有机物,在微生物作用下,进行生物化学反应,最后形成一种类似腐殖质土壤的物质,可用作肥料或改良土壤。
城市生活垃圾的生物处理主要是指利用微生物降解垃圾中有机物的过程。
堆肥法是最主要的一种垃圾生物处理方法,在此基础上一系列新技术、新方法应运而生。
典型的堆肥过程包括矿化和生物转化,可用如下反应式表达:有机物+O 2−−−−−→−微生物的代谢作用稳定的有机残渣+NH 3-(或NO 3-) + SO 42- + CO 2+H 2O +能量堆肥的历史悠久,中国古代农民将秸秆、落叶、野草和动物粪便等堆积发酵制成肥料,但真正对堆肥进行科学的探讨始于1920年,英国农学家Sir Albert Howard 在印度发明了印多尔堆肥法,但仅限于厌氧发酵。
随后,Banglore 建立了以促进堆肥为目的的好氧发酵,称为贝盖洛尔堆肥法。
与此同时,意大利人Baccari 将他的堆肥法向政府申请专利,该法是利用厌氧和好氧两种分解作用,在一个封闭系统中进行。
从此,世界各国对有机固体废弃物的堆肥化技术进行了系统的大规模的研究,并取得了很大的发展。
丹麦出现了好氧发酵的Dano 法;荷兰成功研究了Vuila Favoer 工艺;1940年厄普·托马斯在美国取得了专利。
进入本世纪60年代,科学堆肥法迅速发展起来,应用范围也由城市垃圾扩大到城市污水厂污泥等其它有机固体废弃物。
70年代初,美国洛杉矶、费城、丹佛等地通过对传统的厌氧发酵工艺进行改良,相继开发出了常规条垛堆肥化工艺、充气条垛堆肥化工艺和静态垛充气堆肥化工艺。
70年代中期,德国压丸工艺的出现,使充气条垛和静态垛堆肥化工艺更趋完善。
我国对堆肥工艺的研究在80年代后也有了发展,在上海、杭州、无锡等地建立了具有一定处理能力和机械化程度的堆肥试验工厂。
(1) 快速高温堆肥法又称二次发酵堆肥。
由堆肥的基本原理可知,生活垃圾在进行堆肥处理时,堆温要经历中温—高温—中温的循环过程,由于机械化处理技术采用强制通风,所以开始的中温阶段持续时间很短,2~3天便可进入高温阶段,温度可升至60~70℃,大部分有机物的降解是在这一阶段完成的,这一阶段称为第一次发酵。
82 |同质量固体废物的投资上,要比单纯的焚烧处理投入成本低。
堆肥处理也存在着一定的弊端,它不能够处理不可腐烂的有机物和无机物。
比如固体废物中的石块、金属、玻璃等废弃物不能够被微生物所分解,因此必须要分拣出来另行处理,对废处理存在着无害化程度低的特点,但是堆肥的周期相对较长,不仅占用了大量的面积,而且卫生条件差。
堆肥处理产生的肥料效果比较低、成本却相对较高,因此与其他处理肥料小相比,销售比较困难,难以产生较大的经济性。
仅仅靠堆肥处理办法只能处理15%左右的固体废物组分,在具体使用堆肥技术时首先应该将固体废弃物进行分类,然后再将易腐蚀的废物进行发酵,才能够有效地防治重金属的深入,保证有机肥的产量能够达到国家的标准,从而实现无害化。
1.3 焚烧处理焚烧处理办法是针对于固体废物中的可燃物,通过对这些可燃物进行焚烧会释放出热量,同时也会产生一些烟气和固体残渣。
为了体现出节能、环保性,需要对热能进行回收,可以进行发电,然后对排放的烟气要进行净化的处理,残渣也要进行有效地消化,从而保护环境,减少污染。
焚烧处理技术具有其自身的特点,比如处理量比较大、兼容性好,而且无害化比底。
因此这种处理方法使用相对较为普遍。
但是需要注意的是焚烧处理应用时如果达不到一定的规模,占地面积小会对周边环境产生很大的影响。
在进行焚烧处理时还涉及到气化处理、热解处理等新的方法,目前正处在研究和试验阶段,并没有进行大规模的使用[2]。
2 城市固体废物综合处理技术在对固体废弃物进行综合处理时也就是将堆肥、焚烧和填埋三者有机结合在一起进行综合处理,这种综合处理的办法能够提高废物处理率,而且能够有效地提高废物的回收利用率,从而使得资源得到了充分的回收再利用。
通过采取综合处理办法能够减少单一处理存在的缺点和难点。
在具体操作的过程当中,可以将城市的固体废物分选为无机物、回收物、可燃物和有机物。
其中无机物可以包括砖头瓦砾、煤灰、地灰等这些可以进行填埋,也可以生产成建材;而对于一些回收物,比如金属、玻璃、塑料、纸张等可以加强回收再利用。
城市污泥处理与堆肥技术摘要堆肥法处理后的污泥可以进行农业利用,具有经济简便、可资源化、环保等优点,已经引起广泛重视,是目前污泥处置寄以厚望的途径。
关键词城市污泥;处置;好养;堆肥污泥是城市污水处理厂在污水净化处理过程中产生的沉积物质,是一种由有机残片及附属的金属元素、细菌菌体、虫卵、杂草种子、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。
含有丰富的氮、磷、钾和有机质,是可利用的良好有机肥源;但又含有重金属、有机污染物、病原菌等,处置利用不当易产生环境污染。
污泥主要特点是含水率高,有机物含量高,容易腐化发臭,且颗粒较细,比重较小,呈胶状液态,不易通过沉降进行固液分离。
按照来源,污泥主要有生活污水污泥、工业废水污泥、粪便处理污泥和给水污泥等。
为了改善我国水资源污染严重的现状,从“九五”期间我国污水治理问题得到充分重视,城市污水处理工程、粪便处理工程项目发展很快。
截止到2009年10月,全国城镇建成运行的污水处理厂1 817座,粪便处理场100多座,随着这些设施的运行会产生大量的污泥(截止到2010年底,全国城镇污水处理厂产生的含水率80%污泥已突破2 000万t),如果污泥处理不当就会对环境造成二次污染,污泥的处理处置和利用已经越来越成为我国急需解决的大问题。
目前,从世界范围看,对污泥的处理方法主要有焚烧、填埋、投海和堆肥等多种形式。
填埋法受到用地的限制且容易产生二次污染;投海会污染海洋,对海洋生态系统造成威胁,国际公约已明令禁止;焚烧法的技术与设备复杂,能耗大,投资高,并伴有大气污染问题;而用堆肥法处理后的污泥可以进行农业利用,具有经济简便、可资源化、环保等优点,已经引起广泛重视,是目前污泥处理寄以厚望的途径。
污泥堆肥的优点:堆肥的优点主要包括土壤改良、高效有机肥、改善粪便处理废弃物、提高土地利用率、降低污染和卫生风险、杀死病原菌等。
堆肥是一种很好的土壤改良剂。
当堆肥施用于农田,可以增加有机质,改善土壤结构,减少肥料的使用量。
堆肥技术常规的优缺点1.填埋处理填埋是大量消纳城市生活垃圾的有效方法,也是所有垃圾处理工艺剩余物的最终处理方法,目前,我国普遍采用直接填埋法。
所谓直接填埋法是将垃圾填入已预备好的坑中盖上压实,使其发生生物、物理、化学变化,分解有机物,达到减量化和无害化的目的。
但是,我国许多城市的垃圾仍有大多采取露天堆放,没有任何防护措施。
每一个垃圾堆放场都成了一个污染源,蚊蝇孽生,老鼠成灾,臭气漫天,大量垃圾污水由地表渗入地下,对城市环境和地下水源造成严重污染:(1)地下水质恶化,污染严重,水混浊发臭,水中均检出厌氧大肠杆菌;(2)垃圾断层样品均检出有毒有害物质。
填埋处理方法是一种最通用的垃圾处理方法,它的最大特点是处理费用低,方法简单,但容易造成地下水资源的二次污染。
随着城市垃圾量的增加,靠近城市的适用的填埋场地愈来愈少,开辟远距离填埋场地又大大提高了垃圾排放费用,这样高昂的费用甚至无法承受。
2.焚烧处理焚烧法是将垃圾置于高温炉中,使其中可燃成分充分氧化的一种方法,产生的热量用于发电和供暖。
焚烧处理的优点是减量效果好(焚烧后的残渣体积减少90%以上,重量减少80%以上),处理彻底。
但是,根据美国的报道,焚烧厂的建设和生产费用极为昂贵。
在多数情况下,这些装备所产生的电能价值远远低于预期的销售额给当地政府留下巨额经济亏损。
由于垃圾含有某些金属,焚烧具有很高的毒性,产生二次环境危害。
焚烧处理要求垃圾的热值大于3.35MJ/kg,否则,必须添加助燃剂,这将使运行费用增高到一般城市难以承受的地步。
3.堆肥处理将生活垃圾堆积成堆,保温至70℃储存、发酵,借助垃圾中微生物分解的能力,将有机物分解成无机养分。
经过堆肥处理后,生活垃圾变成卫生的、无味的腐殖质。
既解决垃圾的出路,又可达到再资源化的目的,但是生活垃圾堆肥量大,养分含量低,长期使用易造成土壤板结和地下水质变坏,所以,堆肥的规模不易太大。
垃圾填埋处理技术优势何在填埋法仍然是迄今为止应用最广的垃圾处理方式。
城市垃圾堆肥课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解城市垃圾堆肥的基本概念,掌握堆肥的原理和过程。
2. 学生能了解城市垃圾堆肥对环境保护的意义,认识到减少垃圾填埋和焚烧的重要性。
3. 学生掌握堆肥技术的关键参数,如碳氮比、温度、湿度等,并能运用所学知识分析堆肥效果。
技能目标:1. 学生能够运用所学的堆肥知识,实际操作堆肥过程,掌握堆肥的基本技巧。
2. 学生具备解决实际堆肥过程中遇到问题的能力,能够根据实际情况调整堆肥条件。
3. 学生能够通过团队合作,共同完成堆肥实验,提高实验操作和数据分析能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养环保意识,认识到垃圾资源化的重要性,积极参与到环境保护活动中。
2. 学生在课程学习过程中,学会尊重他人意见,培养合作精神,增强团队协作能力。
3. 学生通过本课程的学习,激发对科学研究的兴趣,培养探索精神和创新意识。
本课程针对初中年级学生,结合学生好奇心强、动手能力逐渐提高的特点,注重理论与实践相结合,以培养学生环保意识、科学素养和实际操作能力为核心。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识运用到实际生活中,为环境保护贡献自己的力量。
同时,课程目标具体、可衡量,为教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 城市垃圾概述:垃圾的分类、来源、危害及处理方法。
- 教材章节:第三章“城市环境问题”,第四节“城市垃圾处理”。
- 内容:介绍城市垃圾的组成、分类方法,以及垃圾对环境的影响。
2. 垃圾堆肥原理与过程:微生物分解、有机物转化、堆肥条件控制。
- 教材章节:第四章“固体废物处理与资源化”,第二节“堆肥技术”。
- 内容:讲解堆肥的基本原理,堆肥过程中微生物的作用,以及碳氮比、温度、湿度等关键参数的控制。
3. 堆肥技术及其应用:传统堆肥、高温堆肥、蚯蚓堆肥等。
- 教材章节:第四章“固体废物处理与资源化”,第二节“堆肥技术”。
- 内容:介绍不同堆肥技术的特点、优缺点及其在实际应用中的效果。
城市生活垃圾综合处理精致堆肥技术高根树(北京金州环保发展有限公司北京100101)摘要我国城市生活垃圾堆肥经历了一个摸索阶段,已经陷入滞销困境多年,究其原因主要在于堆肥品质低下。
摆脱这一困境的技术途径就是显著提高堆肥品质。
要实现这一目标,首先必须引进先进的堆肥翻堆技术,缩短腐熟时间,提高腐熟度;其次是应用气流密度分选系统对粗堆肥进行精分选。
精制肥密度分选技术是先进、成熟的,国外应用实践证明能大幅度提高堆肥品质。
关键词:城市生活垃圾处理;堆肥;困境;翻堆机;腐熟;密度分选;精制An Introduction of Refined Compost Technique in the Engineering of Municipal Solid Waste TreatmentGao Genshu(Beijing Golden State Environment Development Co., Ltd, Beijing 100101)AbstractAfter a period of probing, the compost productions of MSW treatment have encountered poor sales in China. The very reason thereof is that the compost produced has very poor quality. To get out of the dilemma, one technical approach is to improve the compost quality remarkably. Firstly, a modern turning technique should be used to reduce currying time and to raise currying grade. Secondly, a density separation system should be used to meet the request of compost refinement, which is a feasible advanced technique. Its applications out of the land show that compost quality can be improved outstandingly.Key Words:MSW treatment; compost; dilemma; turning machine; currying; density separation; refinement;作者简介:高根树,高工,1963.8~,甘肃天水人,硕士。
城市垃圾堆肥法处理设计书一.设计任务1.1城市垃圾处理的三种基本方法目前世界各国城市垃圾的处理方法主要由堆肥.填埋和焚烧三种。
堆肥法是将垃圾中的可降解的有机成分经无害化处理转变为肥料。
堆肥处理对垃圾要进行分拣.分类.要求垃圾的有机物含量要高。
垃圾分类筛选,高温发酵,恶臭排放物控制等工艺水平不够高,所得肥料质量随着城市垃圾纸.塑料等不腐物成分上升和下降,且处理垃圾量大,劳动强度大,与化肥相比不占优势,市场正变得越来越小。
该处理方法很难在大中城市推广应用。
填埋法,也是越来越显露了许多弊端。
首先填埋要耗用大片土地资源;第二是环境保护要求填埋技术条件十分严格,处理难度和成本必然增加;第三是填埋侯德垃圾经长期发酵,会长生可燃.有害气体.引发爆炸事故等,并加剧地球温室效应;第四,垃圾中的重金属和化学毒物渗入地下后污染地下水并造成永久性积聚。
同时垃圾中有害成分对大气.土壤及水源造成严重污。
不仅破坏了生态环境,而且也严重危害人体健康。
采用卫生填埋方式要重点解决填埋工艺.渗滤液处理和填埋气体疏导利用等关键技术。
焚烧法处理,从目前世界各国使用的情况来看,这是一种比较切实可行的方法。
尤其是采用流化床焚烧技术有很多优点;1.能做到有效而快速的减量化,使垃圾体积减少90%以上,焚烧后残留的灰渣很少,还可以综合利用;2.可以实现无害化处理。
垃圾中的微生物.有害气体与有害液体,经过燃烧后可变成无害,通过组织低污染燃烧工艺与焚烧炉的正确设计,可使排放的污染物控制在规定的标准之,做到不污染环境;3.可以实现垃圾资源化利用。
垃圾中有机物.有害气体.液体经燃烧后产生的热能可以将它回收用于发电和供热;4.可以就地焚烧,无需长距离运输,也不需占用土地专建堆场长期贮存,节约土地资源和处理成本。
1.2城市垃圾焚烧技术1.2.1垃圾焚烧处理指标在实际燃烧过程中,由于操作条件不能达到理想的效果,致使垃圾燃烧不完全。
不完全燃烧的程度反映焚烧效果的好坏,评价焚烧效果的方法有多种,比较直接的是用肉眼观察垃圾焚烧产生的烟气的“黑度”来判断焚烧效果,烟气越黑,焚烧效果越差。
城市垃圾填埋、焚烧和堆肥处理技术班级: 姓名: 学号:摘要:本文对城市垃圾填埋、焚烧和堆肥这三种技术做了简单介绍,从技术、经济、实际应用角度对这三大技术的优缺点进行了比较。
结合我国国情以及处理原则对我国垃圾处理提出合理化的建议。
关键词:填埋、焚烧、堆肥、处理原则随着我国社会和经济的持续发展,市民生活水平的不断提高,源源不断的城市生活垃圾,已成为污染环境、影响生活的社会问题,各地都在积极寻找合理且有效的解决方法。
城市生活垃圾处理方法很多,目前世界上工程应用最广泛并行之有效的垃圾处理方法主要有填埋、焚烧、堆肥三种。
1、填埋填埋处理是大量消纳城市生活垃圾的有效方法,也是所有垃圾处理工艺剩余物的最终处理方法。
根据工程措施是否齐全、环保标准能否满足来判断,可分为简易填埋场(IV级填埋场)、受控填埋场(III级填埋场)和卫生填埋场(I、II 级填埋场)三个等级。
所谓填埋处理是将垃圾填入已预备好的坑中盖上压实,使其发生生物、物理、化学变化,分解有机物,达到减量化和无害化的目的。
填埋处理工艺主要采取场底防渗、分层压实、每天覆盖土、填埋气导排、渗漏水处理、填埋气体用于发电等措施,进行垃圾的填埋处理。
如下图所示。
图1 卫生填埋场处理工艺图填埋处理的关键是对渗滤液及填埋气体进行有效控制。
早期的垃圾填埋处理由于未控制其对环境的污染,造成了严重的后果。
伴随经济社会迅速发展,垃圾总量也出现大幅增长,而且往往富含有毒有害物质,这不仅造成环境污染的可能性大大增加,同时也促使垃圾填埋场的操作运行管理越来越严格,技术标准不断提高。
具体而言,卫生填埋首先要防止从废物中挤压出的液体滤沥及雨水径流对地下水的污染。
一般规范要求回填地最低处的标高要高出地下水位3.3m以上,并且回填地的下部应有不透水的岩石或粘土层。
否则需另设粘上、沥青、塑料薄膜等不透水层。
其次,填埋场应设置排气口,使厌氧微生物分解过程中释放出的甲烷等气体能及时逸出,避免发生爆炸。
城市垃圾的生物处理技术随着城市化进程的不断加快,城市垃圾的数量也在不断增加。
而传统的垃圾处理方式,如填埋和焚烧,已经无法满足日益增长的垃圾处理需求。
因此,寻找新的垃圾处理方式至关重要。
生物处理技术是一种环保、经济且高效的垃圾处理方式,已经在一些城市得到了广泛应用。
生物处理技术主要是把有机垃圾转化为有机肥料和生物能源。
这种技术能够将垃圾中的营养物质和能量有效地利用起来,缩小了垃圾对环境的影响,同时也减轻了社会的资源负担。
目前,生物处理技术主要有以下几种类型:(一) 堆肥技术堆肥技术是把有机垃圾堆放在容器内或室外,利用适当的温度、湿度和通气条件,通过微生物的作用,将有机垃圾转化为有机肥料的过程。
堆肥技术能够大大减少垃圾的体积和重量,降低垃圾填埋和焚烧的成本,同时也能够获得高质量的有机肥料。
此外,堆肥技术还可以用来处理家庭和农业垃圾,可以有效地减轻环境污染和资源浪费问题。
(二) 沼气技术沼气技术又称为生物质能技术,它是一种利用有机垃圾或农业废弃物经过发酵过程产生的沼气作为能源的技术。
沼气是一种可再生的、清洁的能源,所以沼气技术被认为是未来替代石化能源的重要手段。
沼气技术可以解决城市垃圾减量、资源回收、环境保护和能源需求等问题。
(三) 好氧发酵技术好氧发酵技术是一种利用好氧微生物将有机垃圾中的有机物质转化为有机肥料的技术。
通过好氧发酵过程,可以去除有机垃圾中的有害成分,例如重金属和致病菌。
同时,好氧发酵技术也能够获得高质量的有机肥料,提高有机垃圾的资源利用效率。
总的来说,生物处理技术是解决城市垃圾问题的一个重要途径。
生物处理技术可以将有机垃圾转化为有机肥料和生物能源,减轻城市垃圾对环境的污染和对资源的浪费。
尽管生物处理技术仍存在一些技术和经济上的限制,如设备成本高、操作难度大等问题,但随着技术的不断发展和完善,生物处理技术将会得到更加广泛的应用。
城市垃圾的堆肥化技术随着城市化的发展,城市垃圾的问题越来越引起人们的重视。
世界各国根据各自的国情采用多种技术来处理处置城市垃圾。
其中填埋、焚烧和堆肥是目前国内外普遍采用的处理技术。
焚烧会产生二恶英等有害气体,填埋会产生垃圾渗滤液,解决以上两个问题,技术难度大,运行成本高。
而利用垃圾中的有机成分进行堆肥则是一种资源化的垃圾处理方式。
生活垃圾堆肥处理后,可以达到无害化的要求,并可以将有机物重返大自然,进行资源再利用⑴。
因此不管是从保护环境的角度还是经济的角度,堆肥都具有更广阔的发展前景。
堆肥化是利用自然界广泛存在的微生物,有控制的促进固体废物中可降解有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。
堆肥化制得的产品称为堆肥、根据微生物生长的环境可以将堆肥化分为好氧堆肥化和厌氧堆肥化两种。
好氧堆肥化是指在有氧存在的状态下,好氧微生物对废物中的有机物进行分解的过程,最终的产物主要是C02、H20、热量和腐殖质;厌氧堆肥化是在无氧存在的状态下,厌氧化微生物对废物中的有机物进行分解转化的过程,最终产物是CH4、C02、热量和腐殖质。
通常所说的堆肥化一般是指好氧堆肥化,这是因为厌氧微生物对有机物分解速度缓慢,处理效率低,容易产生恶臭,其工艺条件也比较难控制。
近些年,在欧洲一些国家已经对堆肥化的概念进行了统一,定义堆肥化就是“在有控制的条件下,微生物对固体和半固体有机物进行好氧的中温或高温分解,并产生稳定的腐殖质的过程。
1堆肥化技术的发展与应用前景1.1堆肥化技术的发展在现代堆肥化技术的发展过程中也曾经出现过低谷。
例如,20世纪70年代初期,日本采用堆肥化技术处理的生活垃圾量大幅度减少,许多堆肥厂陆续停产倒闭。
其原因是工业化的高速发展将大量的有毒化学物质和高分子塑料带入城市垃圾中,严重影响了堆肥化产品的质量。
美国的堆肥化产品也在相当长一段时期由于小鹿不广而发展缓慢。
随着科学技术的进步和人们对废物资源化要求的逐步提高,城市垃圾的堆肥化又重新受到注目。
针对传统堆肥化技术所存在的问题,相应的技术和设备得到了开发和应用。
破碎及分选技术与设备的改进,在客观上提供了高品质堆肥连续化生产的可能性。
应用了新兴的颗粒肥料生产技术,除在原有技术上最让增加了对杂物的精细分离外,还通过添加必要的肥料成分使之形成统一的产品标准,并最终制作成便于运输和施用的颗粒形状。
这些技术和设备的改进,使得垃圾堆肥的商品化又前进了一大步。
但是,这些设施目前的建设投资与运行费用仍旧较高,在发展中国家推行仍有相当的困难。
进入20世纪90年代后,垃圾的堆肥化处理技术的应用又重新出现回升趋势。
垃圾堆肥技术的应用,注意了从源头分拣,避免垃圾中的有害成分进入堆肥中。
在发酵中又采用了生物发酵技术提高了肥料中的N、P成分,从而保证了堆肥的质量。
1.2我国城市垃圾堆肥处理现状和应用前景我国政府有关部门很重视城市垃圾的堆肥化处理技术。
在国家“六五”、“七五”和“八五”科技攻关计划中,均设立了堆肥化技术和专用设备的研究和开发课题。
我国从80年代起即开始应用“ 2次发酵工艺”,采取了强制通风、好氧发酵,使1次发酵周期缩短为10 d,堆肥机械日趋完善,生产趋向产业化⑵。
20 世纪90年代初,开始着手发展机械化连续堆肥生产技术。
目前,已在北京、上海、杭州等许多城市建立了一批城市垃圾的机械化连续堆肥化设施。
但我国垃圾堆肥处理技术与工业化国家的工业化堆肥技术相比,水平还有一定的差距,这主要表现在:垃圾堆肥生产机械化程度低,堆肥质量不高,因而肥效低,限制了堆肥的使用;大多数采用简易堆肥,在发酵条件控制、2次环境污染防治等方面不尽人意;堆肥工艺大多为间歇式,随着城市垃圾中有机物含量的增高,应发展并采用连续堆肥技术。
城市垃圾堆肥化处理的经济效益主要体现在两个方面:一个是对城市垃圾的销纳作用;另一个是作为肥料或土壤改良剂的作用。
前者由于其可以将城市垃圾直接转化为有机肥料,还原大自然,它不像填埋处理需要占用大量的土地,也不像焚烧那样产生大量尾气,从资源化的角度,可以说是最理想的处理方法。
城市生活垃圾堆肥处理是利用垃圾中的可被生物降解的有机物的处理技术,因此原料垃圾中有机物的比例是其堆肥成功的关键因素之一。
目前我国大城市生活垃圾中有机成分约占总量的60%,无机物约占40%,垃圾源头分类收集,是实现垃圾减量化、资源化和无害化的必由之路。
近年来,欧洲许多国家积极发展有机垃圾厌氧消化系统,广泛应用于屠宰场垃圾、厨余垃圾、农牧业垃圾等有机垃圾的处理。
这是一项新的垃圾生物处理技术,它在在厌氧状态下利用微生物使垃圾中的有机物快速转化为甲烷和二氧化碳,与传统的卫生填埋相比,将厌氧消化过程由几年缩短到30d以内,与好氧堆肥相比,改变了占地大、处理时间长,管理复杂和有气味等问题,厌氧消化处理具有过程可控制、易操作、降解快、生产过程全封闭,产物可计量和再利用等特点。
由于厌氧发酵工艺与好氧工艺相比在处理有机垃圾方面具有这些独特的优势,因而具有广阔的发展前景。
微生物除臭技术是国内外垃圾处理行业的前沿技术,此新技术在国外垃圾处理上已有应用。
相信随着生物技术的不断进步,筛选、培育出更加高效的脱臭微生物菌群将最大限度地减少堆肥过程对环境的污染。
此外,发展多种堆肥原料混合发酵也是垃圾堆肥处理今后的一个发展方向。
城市生活垃圾的 C/N 比较高,有机物含量低,如 果和粪便、下水污泥等混合发酵,就能调整C/N 比,有利于发酵的进行,并能提 高有机物含量,增加肥效,同时也解决了部分粪便和下水污泥的处理问题。
但在2007年行业报告中,城市生活垃圾堆肥处理继续呈现停滞甚至萎缩的 状态。
这些垃圾堆肥厂大多存在二次污染严重、实际处理量很低等现象 [16]。
2堆肥化基本原理及影响因素2.1好氧堆肥的原理及过程好氧堆肥是在有氧的条件下,借好氧微生物(主要是好氧菌)的作用来进行 的。
在堆肥过程中,生活垃圾中的溶解性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜 而被微生物所吸收,固体和胶体有机物先附着在微生物体外, 由微生物所分泌的 胞外酶分解为溶解性物质,再渗入细胞。
微生物通过自身的生命活动一氧化、 还 原和生物合成等过程,把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物,并释放出 生物生长活动所需要的能量,把另一部分有机物转化为生物体所必须的营养物 质,合成新的细胞物质,于是微生物逐渐生长繁殖,产生更多的生物体,继续产 生一系列的生化作用。
群放能肾转移为热图1 堆肥的好氧发酵过程图好氧堆肥化从废物堆积到腐熟的微生物生化过程比较复杂 下三个阶段:(i )中温阶段,亦称升温阶段或产热阶段堆肥初期,堆肥基本呈中温,嗜温性微生物较为活跃,并利用堆肥中可溶性有机物 旺盛繁殖.它们在转换和利用化学能的过程中,有一部分变成热能,由于堆料有良 好的保温作用,温度不断上升。
此阶段微生物以中温、需氧型为主,通常是一些 无芽抱细菌。
(2)高温阶段,当堆肥温度升到 45C 以上时,即进入高温阶段。
在这阶段, 嗜温性微生物受到抑制甚至死亡,嗜热性微生物逐渐代替了嗜温性微生物的活 动,堆肥中残留的和新形成的可溶性有机物质继续分解转化, 复杂的有机化合物 /细胞物质(微生物牛.艮)+腐殖物质堆肥有机物+ Q +微生物排入环境,但大致可分为以如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始被强烈分解。
通常,在50C左右进行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌;温度上升到60C时,真菌几乎完全停止活动,仅有嗜热性放线菌与细菌在活动;温度升到70C以上时,对大多数嗜热性微生物已不适宜,微生物大量死亡或进入休眠状态。
(3)腐熟阶段,在内源呼吸后期,只剩下部分较难分解及难分解的有机物和新形成的腐殖质,此时微生物活性下降,发热量减少,温度下降。
在此阶段嗜温性微生物又占优势,对残余较难分解的有机物作进一步分解,腐殖质不断增多且稳定化,此时堆肥即进入腐熟阶段。
降温后,需氧量大大减少,含水量也降低,堆肥物孔隙增大,氧扩散能力增强,此时只须自然通风。
2.2厌氧堆肥的基本原理厌氧堆肥是在无氧条件下,借厌氧微生物(主要是厌氧菌)的作用来进行的。
在堆肥过程中,有机物的厌氧分解主要经历了两个阶段:酸性发酵阶段和碱性发酵阶段。
分解初期,微生物活动中的分解产物是有机酸、醉、二氧化碳、氨、硫化氢磷化氢等,在这一阶段,有机酸大量积累,pH值逐渐随着下降,所以叫做酸性发酵阶段,参与发酵的细菌统称为产酸细菌;在分解后期,由于过程中所产生的氨的中和作用,pH fi逐渐上升,另一群统称为甲烷细菌的微生物开始分解有机酸和醇,产物主要是甲烷和二氧化碳。
随着甲烷细菌的繁殖,有机酸迅速分解,pH值迅速上升,这一阶段的分解称为碱性发酵阶段。
2.3影响好氧堆肥化的主要因素影响好氧堆肥化过程的因素很多,归纳起来主要有以下几个方面。
(1)通风供氧。
通风供氧是好氧堆肥化生产的基本条件之一,也是好氧堆肥成功的重要因素之一。
通风的好坏直接影响到堆肥产品的好坏。
在堆肥过程中,通风有供氧、散热和去除水分的作用[3]。
一般而言,在堆肥初期的3-5d中通风供气的主要目的是满足供氧,使生化反应顺利进行,以达到提高堆层温度之目的。
当堆肥温度上升到峰值以后,供氧量的调节主要以控制温度为主。
在极限情况下,堆层温度可上升至80-90 C,这将严重影响微生物的生长繁殖,因此,必须通过加大供气量,借助水分蒸发带走热量,使堆温下降。
有关研究表明:不同的通风方式对堆肥过程有不同的影响。
在被动通风和强制通风下,堆温下降较快,但它们能更有效地向堆体供氧;而在被动通风和自然通风方式下,堆体中心温度大于55T的时间较长。
与其它通风方式相比,强制通风易于操作和控制,并且是为堆料生物降解提供氧气的最有效方法,但它对通风管附近的堆料有明显的冷却效应。
(2)有机物含量和营养物。
堆肥化是一个微生物分解有机物的生物化学过程,有机物的含量决定着潜在发热量,直接影响着堆肥温度的变化与通风供氧的要求。
但是,过高的有机物含量又将通风供养带来影响,从而产生臭气和厌氧。
研究表明,堆肥物料中最合适的有机物含量在20%- 80沱间[4]。
(3)碳氮比。
C/N是影响堆肥效果的重要因素[5]。
碳是堆肥生化反应的能量来源,是生物发酵的动力和热源,氮素好氧微生物的营养来源,主要用于合成微生物体,是控制生物合成的主要因素,也是反应速度的控制因素。
微生物每利用30份碳就需要1份氮,故初时物料的C/N比为30:1合乎堆肥需要,其最佳值为(30〜35):1之间,成品堆肥的适宜C/N比为(10〜20):1⑹。
(4)含水率。
在堆肥过程中,微生物分解有机物和微生物生长繁殖过程中需要一定的水分。
含水率低于30%微生物在水中摄取营养物质的能力降低,有机物分解缓慢。
当低于12%微生物的繁殖就会停止;反之,含水率超过65%水就会充满物料颗粒间的间隙,使空气含量大量减少,其结果是形成发臭的中间产物。