40万人口城市生活垃圾的堆肥处理设计

40万人口城市生活垃圾的堆肥处理设计——广州市生活垃圾堆肥处理广州是广东省的省会,是中国南方最大的海滨城市，广州位于东经113。17`，北纬23。8`，地处中国大陆南部，广东省南部，珠江三角洲北缘。广州临南海，邻近香港特别行政区，是中国通往世界的南大门，广州属丘陵地带。中国的第三大河----珠江从广州市中心穿流而过。濒临南中国海，珠江入海口，地理位置优越。广州市全市面积7434.4平方公里，市区面积达3843.43平方公里，人口为1018.2万。广州市属亚热带季风气候，年平均温度为22℃，最热月（七月）平均气温28.5℃，最冷月（一月）平均气温13.3℃。年平均降雨量为1982.7㎜，平均相对湿度为68％，全年4至6月为雨季，8至9月天气炎热，多台风，10至12月气温适中。(百度百科——广东概况)一、概述由于广州市开放程度较内陆相比，开放程度较高，经济比较发达，因此其生活垃圾的组成较复杂，但总体而言，还是有机物成分多，无机物成分少。主要有食品垃圾、纸张、塑料、橡胶、织物、生物、灰土砖石、玻璃、金属、废木料、其他。（张衍国，吕俊复国内外城市垃圾能源化焚烧技术发展现状及前景。综合利用，1998，（7）：38-41）城市生活垃圾的性质主要包括物理、化学、生物化学及感官性能。（一）物理性质垃圾的物理性质雨垃圾的组成密切相关。组成不同，物理性质也不同。就广州市城市生活垃圾而言，主要从垃圾组成、含水率和容重三个方面来讨论。1、垃圾含水率单位质量垃圾的含水量，其值随垃圾成分、季节、气候等条件变化，变化幅度一般为11％～53％。表1-1所示为广州生活垃圾中主要成分的含水率的基本数值。表1-1城市生活垃圾含水率成分含水率％成分含水率范围典型值范围典型值食品废品50～8070灰土砖石2～128纸张4～106玻璃1～42塑料1～42金属2～42橡胶1～42废木料10～4020织物6～1510混合垃圾15～40302、垃圾容重在自然对方状态下单位体积垃圾的质量。垃圾容重随成分和压实程度不同而有所不同。表1-2所示为城市垃圾单一成分与混合物的容中数据。表1-2城市垃圾容重成分容重/(kg/m³)成分容重/(kg/m³)范围典型值范围典型值食品废品120～480290灰土砖石360～960480纸张30～13085玻璃160～480195塑料30～13065金属120～1200320橡胶90～200130废木料210～320240织物30～10065混合垃圾90～1801303、孔隙率孔隙率是垃圾中物料之间孔隙的容积占垃圾堆容积的比例。被广泛用于堆肥供氧通风及焚烧炉内垃圾强制通风的阻力计算和通风机参数的选取。容重小的垃圾，其孔隙率一般比较大，孔隙率越大，物料之间的空隙越大，物料的通风断面积也越大，空气的流动阻力相应就越小。4、内摩擦力混合垃圾中，由于不同形状物料之间的嵌合，不同大小物料间的填充、大量物料的缠绕和牵连以及垃圾降解液和其他液态物质的黏合等综合作用，使混合垃圾物料之间和垃圾与外接触表面存在着较大的摩擦力。利用垃圾的摩擦力来增大皮带的最大输送倾角，以减少设备之间的距离，节约场地。（二）化学性质1、挥发分挥发分的主要成分是由气态碳氢化合物、氢、一氧化碳、硫化氢等组成的可燃混合气体。它近似反应垃圾中有机物含量多少的参数。2、灰分灰分是指垃圾中既不能燃烧也不挥发的物质，反映的是垃圾中无机物的含量。3、元素组成城市生活垃圾中化学元素组成是很重要的特征参数，用于垃圾堆肥化处理中生化需氧量的估算。本次课程设计的有机物的主要成分是C36H51NO28,其含量为48％。4、发热值单位质量的垃圾完全燃烧时所放出的热量，分析垃圾所具有的热值。（三）生物特性1、有害性城市生活垃圾本身含有机生物体很复杂，其中不少生物性污染物。城市生活垃圾中腐化的有机物含有各种有害的病原微生物，还含有植物虫害，草籽、昆虫和昆虫卵，造成生物污染。能够在人体中引起疾病。粪便对人体的最危险地污染就是生物性污染，未经处理的粪便污染可进入水体，造成水体的生物性污染，有可能引起传染病的爆发流行并能传播多种疾病。2、可生化性城市生活垃圾中含有大量的有机物，它能提供生物体碳源和能源，是进行生物处理的基础。（四）堆肥工艺的比较城市垃圾处理应以无害化、减量化和资源化为目标，主要有卫生填埋、生化堆肥、垃圾焚烧、资源化利用四大技术对城市垃圾进行处理[5]。[5]黄瑢,周晓丽.城市垃圾治理措施新探[J].郑州市环境保护监测中心站,河南郑州450007,2009,(8）:59~60国外大学研究最多、应用最广的是桶式堆肥系统。它是一个快速、无臭味的高温堆肥系统，由堆肥器和生物滤膜组成。美国自1998年起采用反应器式堆肥系统，共有7个桶式反应器在运行，该法的具体操作为：厨余、粪便和庭园废物从桶式反应器上面的大舱口进入，盖子连有一个不锈钢制的螺旋桨叶，在电动机带动下，10～15min内[10]，可破碎和搅拌1t或更多的物料。在发酵期间，每周至少要搅拌2次。容器、门和盖儿都是以聚氨醋塑料为材料的双层结构。反应器里需要先装约2/3木屑和树叶等调理剂后，再加入厨余，并要周期性地添加木屑、碎纸或刨花等干物料以保证理想的孔隙度和含水率。一个桶式反应器可处理40～90kg的厨房垃圾，减量化程度大于70%[11]。6～8周完成一次发酵后堆肥可直接用作土壤的覆盖料，进一步稳定还需3～6周。温度是堆肥过程和气味控制的关键因素。容器和温度与反馈控制系统相连。由抽风实现供氧，尾气从顶部经过物料，通过生物滤膜气体净化系统以消除臭味，最后从通气板排出。渗滤液同时也由通气板收集排出。该法主要优点为反应器堆肥系统占地小，操作简单[12]；进料和搅拌所需时间较少且搅拌均匀，处理速度很快，效率高；容器封闭，适用于寒冷地区；清洁卫生且无气味。缺点是需要较多的维护，仍然要进行后发酵。我国城市垃圾堆肥处理技术还存在一些问题，主要表现在以下几方面：第一，堆肥原料的分类收集与分选问题，由于我国尚未实施城市垃圾的分类收集，垃圾中杂质含量较高，除玻璃、金属、纸张等外，还包括多种有毒有害化学物质，直接影响堆肥产品质量[7]；第二，堆肥处理设备技术水平低，特别是机械化操作方面存在技术问题较多，难以保证堆肥设施的长期、连续、稳定运行，从而影响堆肥效率；第三，堆肥产品受市场制约较大，产品的经济服务半径较小，销售存在困难。质量较差的粗堆肥产品一般只能就近销售；利用粗堆肥产品制造的复混肥，其销售也面临化肥和复合肥的竞争，提高垃圾堆肥的肥效成为垃圾堆肥研究的重点之一，另外一个重要原因是缺少政府的政策支持。[7]马洪儒,林聪,张运真.城市垃圾处理技术应用探讨[J].中国沼气,2006,24(3):36~39[8]薛朝红,薛岚.城市垃圾的处理对策[J].中国卫生工程学,2005,4(2):103~104[9]陈智清.城市生活垃圾处理邹议[J].中国科技信息,2007,(10):32~33[10]高育红.国外城市垃圾处理的新方法[J].科学技术社会,2008,26(317):34[11]朱新立.国外垃圾处理技术的新进展[J].资源节约与综合利用,1998,(1):41~43[12]谷岩.浅议城市生活垃圾循环处理[J].城市环境问题及对策二、工程基础资料1、气象资料：广州地处低纬,属南亚热带季风气候区。地表接受太阳辐射量较多，同时受季风的影响,夏季海洋暖气流形成高温、高湿、多雨的气候；冬季北方大陆冷风形成低温、干燥、少雨的气候。年平均温度为22℃，最热月（七月）平均气温28.5℃，最冷月（一月）平均气温13.3℃。年平均降雨量为1982.7㎜，平均相对湿度为68％，全年4至6月为雨季，8至9月天气炎热，多台风，10至12月气温适中。