渠道式垃圾好氧堆肥工藝
好氧堆肥處理垃圾的工藝有很多種，在我國投入運(yùn)行的垃圾好氧堆肥處理廠也有一些，但真正成功運(yùn)行的并不多。渠道式垃圾好氧堆肥工藝在國外，如加拿大， 美國，德國，意大利等都已有很多成功運(yùn)行業(yè)績，但目前在我國還沒有得到應(yīng)用。我國山東青島市已采用該工藝，建造日處理為300噸的現(xiàn)代化垃圾堆肥廠，是我國第一座渠道式垃圾好氧堆肥廠。
1 概述
所謂渠道式垃圾好氧堆肥就是將垃圾在混凝土渠道中進(jìn)行好氧發(fā)酵，通過翻推機(jī)的翻推和最終垃圾熟化，從而產(chǎn)生廢料的過程。
渠道式垃圾好氧堆肥系統(tǒng)包括：
混合/攪拌系統(tǒng)，即固定雙螺旋垂直攪拌器；
好氧反應(yīng)混凝土渠道，停留時間為28天；
離心鼓風(fēng)機(jī)，提供空氣給堆肥中的有機(jī)物，該離心鼓風(fēng)機(jī)由定時器控制；
一套完整的垃圾滲濾液收集系統(tǒng)，該系統(tǒng)從好氧反應(yīng)混凝土渠道下部收集任何從堆肥廢物流出的液體；
每個好氧反應(yīng)混凝土渠道的框架和頂部覆蓋頂棚密封系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以使氣味散射減到最少而且保存濕氣；
堆肥翻推機(jī)，該翻推機(jī)由柴油機(jī)和液壓驅(qū)動；
廢氣凈化系統(tǒng)。
2 垃圾攪拌混合準(zhǔn)備
原生垃圾經(jīng)預(yù)分選后直接卸入垃圾攪拌車內(nèi)，在垃圾攪拌車上裝有螺旋垂直攪拌器，用于攪拌和混合垃圾。如果來料含水量超過70%，可以適當(dāng)加入一些疏松劑，如草，木屑或樹葉等，使含水率達(dá)到50%---60%左右后再送入堆肥廠。在有機(jī)垃圾中添加疏松劑會使有機(jī)垃圾變得多孔性。疏松劑的添加可以大大提高氧氣在堆肥垃圾中的傳送。大顆粒的廢木屑可以在堆肥系統(tǒng)尾部，通過篩選再返回堆肥系統(tǒng)中，這樣一方面可以減少廢木屑的用量，另一方面可以使各種細(xì)菌附著在廢木屑上，從而改善堆肥質(zhì)量。
操作員可以通過計量器計量每批混合物的重量，這些信息于是會傳送到計算機(jī)中去。攪拌混合時間將根據(jù)垃圾的類型不同從5分鐘到15分鐘。 在攪拌混合階段，每個螺旋垂直攪拌器將會混合所有的成分。該攪拌器系統(tǒng)也可以裝備剪刀，以提供優(yōu)良的剪切功能。垃圾混合的好壞直接影響以后的堆肥效果。垃圾攪拌也可以設(shè)定成固定式，也可根據(jù)垃圾的成分和物理特性，調(diào)整垃圾攪拌的時間。如果必要的話，在垃圾攪拌過程中還可以加入有效微生物，實現(xiàn)垃圾發(fā)酵目的。垃圾攪拌和混合的作用是均化垃圾成分，提高垃圾堆肥質(zhì)量。
垃圾攪拌和混合后，可以通過輸送帶輸送， 或通過裝載機(jī)直接送到好氧反應(yīng)混凝土渠道中。
3 堆肥渠道
堆肥系統(tǒng)包括幾組堆肥單元，每個單元又包括三個渠道。每個渠道的尺寸是根據(jù)垃圾的處理量和垃圾成分而單獨設(shè)計的。通常渠道長約60-110米長，3米寬，2.4米高。垃圾最初被放在渠道內(nèi)的一端，28天后，垃圾通過翻推機(jī)被移動到好氧反應(yīng)混凝土渠道的另一端。翻推機(jī)翻推垃圾的面積通常是7.2平方米。翻推機(jī)每兩天通過好氧反應(yīng)混凝土渠道一次或在二星期時期內(nèi)在好氧反應(yīng)混凝土渠道內(nèi)運(yùn)行七次。
為了防止垃圾滲濾液滲入地下，污染地下水，渠道底部必須作防滲處理。
4 翻推機(jī)
整套翻推機(jī)包括；驅(qū)動發(fā)動機(jī)，傳送帶， 提升系統(tǒng) ，傳送倉 ，維修用操作平臺。因使用遙控設(shè)備故無需駕駛艙。
翻推機(jī)在混凝土渠道上移動，翻推機(jī)由柴油引擎驅(qū)動。提升傳動裝置可以伸到渠道的一側(cè)。提升傳動裝置含有固定在獨立鏈條上的漿形棒。漿形棒沿渠道將堆肥垃圾提升，攪拌和移動。翻推機(jī)前進(jìn)的速度根據(jù)垃圾負(fù)荷，大約每分鐘1.2米。 舉例來說，在渠道的最后階段，垃圾的混合已經(jīng)很容易，這樣就不需要在渠道前段所需的功率。垃圾在渠道前段通常很濕很重。翻推機(jī)的運(yùn)動將使垃圾利用最佳的空氣氣路，保證垃圾達(dá)到殺死各種病菌的合適溫度， 并且在渠道內(nèi)移動垃圾。
翻推機(jī)的操作是遙控的，當(dāng)翻推機(jī)運(yùn)行到渠道前段時，位于渠道前端的限位開關(guān)將使翻推機(jī)停下。翻推機(jī)設(shè)備的設(shè)計、制造和安裝應(yīng)保證高度的工作可靠性并保證最小的維修工作量。
5 通風(fēng)系統(tǒng)
通風(fēng)系統(tǒng)使整個堆肥系統(tǒng)中最關(guān)鍵的系統(tǒng)之一，在每個渠道上都有若干獨立的通風(fēng)區(qū)域。通風(fēng)區(qū)域的長度是根據(jù)垃圾成分和渠道長度設(shè)計的。通風(fēng)區(qū)域的構(gòu)造使用包埋在渠道地板下的通風(fēng)管道。該通風(fēng)管道的材質(zhì)通常是PVC。
該堆肥系統(tǒng)是一個好氧發(fā)酵堆肥系統(tǒng)，新鮮的空氣經(jīng)過地板移動到上面的堆肥垃圾中。根據(jù)堆肥工藝的需要，在每個通風(fēng)區(qū)域中都設(shè)有一套離心鼓風(fēng)機(jī)和干管， 以供給足夠的空氣。通風(fēng)管道上有透氣孔，這樣可以使在通風(fēng)管道上的透氣孔提供相同的空氣量。干管把鼓風(fēng)機(jī)送出的空氣分配到通風(fēng)支管中。離心鼓風(fēng)機(jī)通過時間和堆肥溫度反饋由計算機(jī)控制。
堆內(nèi)溫度的測定主要是測量堆肥底部和中部的溫度，通過肥堆內(nèi)的溫度確定風(fēng)量的供給情況，并據(jù)此調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量。
6 工藝控制系統(tǒng)
堆肥處理廠的控制由 PLC系統(tǒng)來實現(xiàn)。在每部分控制面板安裝觸摸屏監(jiān)視器以便于操作人員監(jiān)控，并且所有數(shù)據(jù)可以通過以太網(wǎng)卡傳送到管理/操作控制室，并且如果需要可傳送至管理/監(jiān)控辦公室。全部控制系統(tǒng)通過使用工業(yè)自動化軟件進(jìn)行操作。
控制系統(tǒng)通過生動的圖像自動控制和監(jiān)視處理廠的運(yùn)行，警報信息顯示在管理/操作控制室。 所有交接班報告，警報和事件都將儲存進(jìn)計算機(jī)硬盤，并可以按日期自動打印輸出。
垃圾通常將會在整個堆肥系統(tǒng)中停留4個星期。可以制出堆肥時間和溫度的曲線圖，以反映垃圾發(fā)酵情況。這些系統(tǒng)數(shù)據(jù)圖可以顯示在計算機(jī)上，堆肥系統(tǒng)將會被一部計算機(jī)控制。
通過調(diào)整離心風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量， 可以使垃圾的發(fā)酵溫度保持在最佳的溫度范圍內(nèi)（55℃到65℃）。這可以通過時間和溫度兩方面來控制。溫度探棒（1m長的）可以用手插入渠道壁內(nèi)。每個通風(fēng)區(qū)域的中心部位會有一個溫度探棒。在開始運(yùn)行之前，渠道內(nèi)外的溫度應(yīng)該是一樣的。這些熱電偶將會將每小時的溫度信號，反饋到鼓風(fēng)機(jī)和警報系統(tǒng)中。
控制系統(tǒng)主要包括：
計算機(jī)控制鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)（包括時間和堆肥溫度反饋兩個參；
專用軟件，包括數(shù)據(jù)傳載功能；
控制箱， 包括繼電器和開關(guān)；
溫度探棒傳感線；
控制每個鼓風(fēng)機(jī)的溫度探棒；
電線標(biāo)示。
7 垃圾滲濾液收集系統(tǒng)
該系統(tǒng)有一個總的垃圾滲濾液收集系統(tǒng)。渠道底部是混凝土結(jié)構(gòu)。墻壁和地板之間的邊緣由一種被涂橡膠的混合物封閉。通風(fēng)管在渠道地板下也可以作為垃圾滲濾液收集管。任何垃圾滲濾液都將從管中排到中央的垃圾滲濾液收集箱里。垃圾滲濾液可以被送到污水處理廠集中處理，也可以在垃圾滲濾液收集箱附近建一個小型污水處理廠，專門處理垃圾滲濾液。
8 噴灌系統(tǒng)
堆肥工藝需要補(bǔ)充水，因為垃圾在渠道中會失去水分。 進(jìn)入渠道中的垃圾的理想含水率是50%左右。在每個通風(fēng)區(qū)域上可以配備一套噴灌系統(tǒng)，噴灌系統(tǒng)包括獨立的噴嘴系統(tǒng)，干管，支管，噴灌支線，支撐系統(tǒng)，電磁閥，電泵和所有所需附件。噴灌系統(tǒng)通過時間控制，而且能用計算機(jī)調(diào)整，噴灌系統(tǒng)將會被安裝在渠道上面，垃圾的濕度（含水率）可以通過操作者目測或取樣測定。
9 渠道頂棚
每個渠道單元（含三個渠道） 都有頂棚，以保護(hù)環(huán)境。 頂棚系統(tǒng)通常是熱沾鍍鋅鋼弓形結(jié)構(gòu)，包括在渠道墻兩側(cè)的防腐框架結(jié)構(gòu)。垃圾發(fā)酵會自然產(chǎn)生氣味，尤其在堆肥的第一星期期間，頂棚可以使垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的氣味不擴(kuò)散到大氣環(huán)境中去，從而使這些氣體經(jīng)過氣體凈化器再排放到大氣中去。
頂棚系統(tǒng)包括在渠道墻兩側(cè)的防腐框架結(jié)構(gòu)。防水布覆蓋在防腐框架結(jié)構(gòu)上。防水布和混凝土墻之間的過渡通過不銹鋼帶來密封。
10 氣體凈化器
垃圾發(fā)酵會自然產(chǎn)生各種氣體， 用氣體凈化器來凈化這些有害氣體。通風(fēng)機(jī)將所有渠道所產(chǎn)生的臭氣抽到氣體凈化器中去。 通風(fēng)機(jī)表面要做防腐處理，以避免有害氣體對通風(fēng)機(jī)的腐蝕。氣體凈化器包括通風(fēng)地板和裝有碎木屑的反應(yīng)床。氣體凈化器的地板有一個坡度，以收集垃圾滲濾液，空氣將通過空氣管道系統(tǒng)，在15cm直徑的管道內(nèi)得到分配，氣體凈化器的設(shè)計簡單高效。
11 電動轉(zhuǎn)換車架
電動轉(zhuǎn)換車架是帶電動液壓驅(qū)動系統(tǒng)和鋼輪的重載鋼結(jié)構(gòu)。電動轉(zhuǎn)換車架可以將翻推機(jī)從一個渠道運(yùn)行到另一個渠道。當(dāng)翻推機(jī)運(yùn)行到渠道前端時，提升工作臺提升， 翻推機(jī)再返回到渠道中，翻推機(jī)從一個渠道運(yùn)行到另外一個渠道是通過一個電動轉(zhuǎn)換車架完成的。翻推機(jī)脫離渠道后，會運(yùn)行到電動轉(zhuǎn)換車架上，再從電動轉(zhuǎn)換車架駛向下一個渠道。
12 渠道卷門
每個好氧反應(yīng)混凝土渠道的末端都有渠道卷門，渠道卷門通常是熱沾鍍鋅鋼結(jié)構(gòu)，而且可以電動控制。它主要包括：
涂上橡膠液的卷簾帆布；
電機(jī)和導(dǎo)向；
邊緣密封；
13 結(jié)語
該系統(tǒng)的特點是工藝流程簡單，工程投資少，運(yùn)行費用低，每個渠道式的條形堆肥可以看成是一個模塊，便于模塊式管理，自動化程度高。翻推機(jī)的翻推高度可以達(dá)到2.5米，大大節(jié)省了占地面積。翻推過程可實現(xiàn)24小時無人連續(xù)操作。該系統(tǒng)適用面較廣，既可以處理城市生活垃圾，也可以處理農(nóng)場牛糞、雞糞和豬糞等特殊垃圾。堆肥產(chǎn)品可以作為粗肥用于農(nóng)田或綠化用肥等。筆者認(rèn)為該技術(shù)適合我國國情，大部分設(shè)備可以在國內(nèi)設(shè)計和加工，有些關(guān)鍵設(shè)備如翻推機(jī)可以在引進(jìn)，吸收消化的基礎(chǔ)上在國內(nèi)批量生產(chǎn)，從而開辟一條垃圾處理產(chǎn)業(yè)化和資源化的道路。
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