课程设计--65td垃圾堆肥厂工程

固体废弃物控制工程课程设计

规模65t/d的城市生活垃圾堆肥化处理

指导教师： 彭丽婧 职称： 讲师 专 业： 环境工程 院 、 部： 安全与环境工程学院 学生姓名：

李煜、 叶宇 、郭腾超、谢良宏、叶江江、袁硕炎

班 级： 环境1202班 完成时间： 2015年11月

摘 要

随着人们生活水平的提高，每天产生的固体废弃物的量也越来越大。本文简要介绍了规模65t/d的城市生活垃圾堆肥化处理，堆肥系统的分类、堆肥的条件控制，及堆肥厂的车间布置和好氧发酵设施的设计计算。堆肥厂解决了固体废物的问题也给城市带来了经济效益，缓解了其他填埋场的填埋压力，延长了填埋场的使用年限。堆肥可以改善土地的肥力，减少了化肥的使用，在一定程度上减少了使用化肥流失而造成的水体营养化问题，分析介绍了固体废物堆肥的使用效果，并展望了固体废物堆肥技术的发展前景。

关键词：堆肥技术；好氧发酵；固体废物；堆肥影响因素

目录

1 工程概况 ............................................................ 1

1.1 项目概况 ....................................................... 1 1.2 气象状况 ....................................................... 1 1.3 设计原则 ....................................................... 1 2 设计内容 ............................................................ 2

2.1 工程设计内容 ................................................... 2 2.2 厂址选择 ....................................................... 2

2.2.1 厂址选择原则 .............................................. 2 2.2.2 厂址确定 .................................................. 2 2.2.3 选址的合理性分析 .......................................... 3

3 处理方法 ............................................................ 4

3.1 工艺选择 ....................................................... 4 3.2 堆肥系统 ....................................................... 5 3.3 工艺流程 ....................................................... 5 4 工艺设计 ............................................................ 7

4.1 垃圾收运 ....................................................... 7 4.2 原料贮存 ....................................................... 8

4.2.1 储料仓设计 ................................................ 8 4.2.2 存料间通风除臭设计 ........................................ 9 4.3 预处理车间 .................................................... 11

4.3.1 分选 ..................................................... 11 4.3.2 破碎 ..................................................... 15 4.3.3 预处理车间除臭 ........................................... 15 4.4 发酵车间 ...................................................... 17

4.4.1 主发酵 ................................................... 17 4.4.2 发酵过程控制 ............................................. 18 4.4.3 发酵周期 ................................................. 19 4.4.4 通风量计算 ............................................... 19 4.4.5 风机的选型 ............................................... 20

4.4.6 初发酵终止指标 ........................................... 23 4.5 脱臭 .......................................................... 23 4.6 后发酵 ........................................................ 27 4.7 后处理 ........................................................ 29 5 结论 ............................................................... 31 参考文献 .............................................................. 32 致 谢 ................................................................. 33 附 录 ................................................................. 34

1 工程概况

1.1 项目概况

本设计中垃圾堆肥厂日处理城市生活垃圾65ｔ，每天工作24ｈ，全年运行320ｄ。其垃圾成分：厨余垃圾占垃圾52％，塑料13％，果皮类13％，纸类9％，玻璃4％，纤维4％，金属2％，其他3％。原始垃圾含水55％，低位热值1200 kcal/kg。

1.2 气象状况

该城市位于我国南方，属于亚热带季风气候，季风明显，降水充沛，四季分明，无霜长期。该市多年平均气温为17℃，多年平均降水量1577mm，日最大降水量达到160mm，该城市年主导风为偏北风。

1.3 设计原则

垃圾堆肥化处理是城市环境综合治理项目，从当地的实际情况出发，明确处理规模，采用经济适用的工艺，科学、合理地进行处理厂的设计，严格控制处理工程中产生的二次污染。设计遵循以下原则：

(1)严格执行国家环境保护的政策、法规、标准、规范，严格执行国家关于堆肥厂工程设计的有关标准及规范。

(2) 合理布局处理厂、节约用地、提高土地利用率、扩大绿化面积，本着便于施工、维护管理，合理布置、节约占地的原则。

(3)采用成熟、先进的工艺方法，设计合理、工期快、投资省、维护成本低，取得良好的社会效益、环境效益和一定的经济效益。

(4)设计中执行环保、劳动安全、职业卫生“三同时”的原则，妥善处理堆肥过程中产生的渗滤液，恶臭等问题，避免二次污染，改善劳动卫生水平，保障安全生产。 （5）总平面图布置合理、功能分区明确、物流流畅，便于运输和生产管理，注意土方平衡，尽量减少水土流失。

（6）腐熟堆肥满足《城镇垃圾农用控制标准》和《粪便无害化卫生标准》中的规定。

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2 设计内容

2.1 工程设计内容

该工程设计内容主要包括：

堆肥工艺：堆肥工艺选择，堆肥系统选择，工艺条件确定。

2.2 厂址选择

2.2.1 厂址选择原则

（1）远离人群居住地区和环境敏感地区

（2）交通便捷，水力供应和电力供应方便，节省建设费用 （3）在城市或村庄的下风向。 2.2.2 厂址确定

厂区选址区域如下图所示：

图2-1厂址区域图

注：方形的为主厂区，弧形的为厂区外围。 选址区特点

（1）该地区地势较为平稳，为丘陵地形。

（2）该地区西北方向有公路，方便车辆运输，且该区边缘有电力线，可直接为堆肥厂供电，该区内还有一水塘可作为水源。

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（3）该地址最高高程为592m，东边最低高程为587m，向南方向最低高程为572，向西方向和想北方向的最低高程为567m,最大高程差为25m，厂址区域长500米，宽400米，总面积200000平方米。

（3）该地区不属于环境敏感区域，居民较少。 （4）该地区地处所在区的下风向，对环境危害小。 2.2.3 选址的合理性分析

（1）该地区地势较为平坦，所在区域或周边有公路和电力线，交通运输方便，电供应方便，节省了建设费用。

（2）该地区不属于环境敏感区，且处于下风向，对当地生态环境袋影响不大。 （3）该区域居民少，搬迁少，节省了额外开支，且部分民房还可以征用，节省建设费用。

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3 处理方法

生活垃圾堆肥方法有好氧堆肥和厌氧堆肥两种。好氧堆肥温度一般为50℃~65℃最高可达80℃~90℃，堆制周期短，对有机物降解速度快，降解彻底，堆料中寄生虫卵、病原菌、蝇蛆、草籽等均能被杀死且臭气发生量少；厌氧发酵时有机物的分解速度缓慢，制作堆肥需要数个月时间。发酵周期长、占地面积大，但所产生的甲烷，可收集作能源利用。

好氧堆肥主要应用于生活垃圾,园林垃圾,厨余垃圾等各类垃圾单独堆肥或混合堆肥。本项目中处理对象为城市生活垃圾，其中以厨余垃圾为主，另有少量塑料、果皮类、纸类等成分。现根据已知的项目的数据资料、相关经济效益、处理方法的特点对比分析决定本设计选定用好氧堆肥法进行废物处理。

3.1 工艺选择

典型的好氧堆肥工艺一般有好氧静态堆肥工艺、间歇式好氧动态堆肥工艺和连续式好氧动态堆肥工艺。现将几种堆肥工艺进行如下对比。

表3-1生活垃圾堆肥工艺对比 工艺名称 适用范围 优点 缺点 堆肥一直处于静止状态，微生物生长不均匀，通风困难，易造成厌氧状态，使发酵周期延长，不利于有机质含量超过50%的物料。 处理效果 好氧静态堆肥 固体废弃物堆肥处理 工艺简单，工程量较小，运行简单，总投资较少 周期一般为20天 间歇式好氧动态堆肥 固体废弃物堆肥处理 采用静态一次发酵的技术，其发酵周期缩短。堆肥体积减小，不时的翻堆可使通风更容易且能使物料充分混合避免物料结块。 物料在连续翻动的动态情况下能够充分混合，易于形成空隙，水分易于蒸发，从而缩短发酵周期，并可有效的杀灭病原微生物和防止异味到底产生，能有效的处理高有机质含量。 需不时的对物料进行翻堆，运行费用增加。 发酵周期一般为5天 连续式好氧动态堆肥 固体废弃物堆肥处理 发酵周期更短 4

通过上表中的对比，根据各工艺的使用范围与项目已知资料的参考和各工艺的优缺点对比及其处理效果的比较，本设计将采用连续式好氧动态堆肥工艺作为该堆肥厂的处理工艺。

3.2 堆肥系统

根据堆肥技术的复杂程度，堆肥系统可分为条垛式堆肥系统、通风静态垛系统、反应器系统，现将各堆肥系统归纳如下。

表3-2生活垃圾堆肥系统

堆肥系统 适用范围 优点 设备简单，投资成本低，堆肥易于干燥，填充剂易于筛分和回用，产品稳定性较好 设备投资较低，温度和通风条件更好控制，堆腐时间较短，产品稳定性好占地面积较小 堆肥周期短，占地面积小；方便控制和处理臭气可防止二次污染，堆肥过程不受气候影响 缺点 处理效果 条垛式堆肥系统 好氧堆肥 占地面积大，堆腐周期长，需要大量翻堆机械和人力，堆肥周期长，堆肥产臭味散发影响周品性质相对稳定 围环境，受气候影响较大 强制通风静态垛系统 好氧堆肥 操作运行受气候影响较大 堆肥周期较短（2-3周），产品稳定性好 反应器系统 好氧堆肥 投资和运行费用以及维护费用很高 堆肥周期短，产品稳定性相对较差 反应系统与强制通风系统工艺技术相比垃圾垃圾消解技术更成熟稳定，而反应系统虽然投资运行成本偏高，但其操作和环保控制水平高，发酵条件可控制在最佳状态，并且与强制通风系统相比，投资、运营成本相差不大，所以设计拟定使用反应器系统为本堆肥厂的堆肥处理系统。

3.3 工艺流程

垃圾由垃圾收运车从各个垃圾中转站运到处理厂后，由电子地磅称量计数后卸入存料间储存。由垃圾抓斗和和板式给料机给料后经皮带输送机输料，在传送带边一定距离设置分拣人员进行人工分选，将大块的玻璃、石块、陶瓷和金属等废弃物分拣出来分为可回收（金属）和不可回收（其它）两类，然后分别存放到存料间。经过人工分选过后，将垃圾送入风选机出进行风力分拣，除掉垃圾中仍然存在的大块废弃物，经过风力分选后，再将垃圾送入磁选机进行磁力分选，分选出磁性金属。将经过分选

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后可用于堆肥的原料送至破碎机进行破碎处理，将大块的垃圾破碎至50mm左右以利于发酵。经过分选后，垃圾中大部分不能进行堆肥处理的废弃物已经被分拣出来后被送入垃圾填埋场填埋或运至废物回收处回收利用。剩余部分垃圾须进一步进行破碎和与有机污泥等辅助材料混合后送至发酵仓内进行发酵处理，一次发酵采用卧式滚筒发酵方式，周期为5d，发酵过程中要进行强制通风以保证发酵过程中需氧量的充足和温度的控制。一次发酵结束后由货车将物料运往二次发酵区域进行二次发酵，二次发酵选择条垛式发酵方式，发酵周期为25d，发酵过程选用垮式翻推机对物料进行翻堆，保证二次发酵过程中氧气的充足和均匀，并防止堆体内部温度过高，使堆肥化更彻底，堆肥更均匀。经过两次充分发酵过后堆肥应景熟化，再进行合适的后处理后将堆肥产品打包后进行存放。 垃圾进厂 贮存 图3-3堆肥系统工艺流程图

堆肥 后处理 外运填埋 二次发酵 4#皮带运输机 一 次 发 酵 风选机 磁力分选机 粗破碎机 3#皮带运输机 回收利用 2#皮带运输机 人工分选 玻璃等可回收料 存料区 板式给料机 1#皮带运输机 塑料 石块陶瓷等不可回收料

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4 工艺设计

4.1 垃圾收运

堆肥厂要求24h全天工作，垃圾收运车需每日至指定垃圾中转站运输垃圾，考虑到垃圾中转站到堆肥厂的运输距离及装车、卸车、甚至中途堵车等因素影响，现设计每辆车半天来回工作2次，即每日4次。

现选定东风140摆臂式垃圾车为该堆肥厂收运车辆，额定装载质量为7850kg，箱体容积为8m3,其主要型号性能见下表：

表4-1垃圾车选型 车辆型号 总质量(Kg) 额定转载质量（kg） CLW5108BZL 9465 7850 外形尺寸（mm）额定质量(Kg) 百公里耗油(L) 7500×2400×1200 3500 10 该城市生活垃圾的容重为303～383kg/m3，平均值为351kg/m3（0.351t/m3）, 垃圾中有机物(湿基)含量较高(≥20%)，适合于堆肥。设取垃圾压缩后体积为原体积的一半。

车辆数量：

堆肥厂日处理的垃圾的体积：65÷0.351=185.19m3 现设取垃圾车的装填系数为0.8。

所需车辆数：185.19÷4÷8÷0.8=7.23辆，取整为8辆

据垃圾中转站的设计规范得垃圾车的备用车系数1.2，计算需备用的车辆数量。 8×1.2=9.6辆

即该堆肥厂需要配置10辆垃圾车运输垃圾，每辆垃圾车配置两个垃圾箱，则要20个垃圾箱。 4.1.1 计量

在原料储存间垃圾运输车辆进口处设置两个电子计量磅秤，确定电子地磅秤的最大称量为20t，尺寸规格为3?9m。

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4.2 原料贮存

4.2.1 储料仓设计

垃圾经过计量后运至卸料仓卸料。 每天进入车次：8×4=32次/天 每天卸倒垃圾：32×8=256m3

设计存料区的贮存能力为3天的垃圾量。 存料区容积：256×3=768m3

卸料仓由垃圾车辆卸料地台、封闭门、滑槽、固体废物贮存坑等组成。固体废物贮存坑设置在半地下，采用钢筋混泥土制造，要求耐压防水并能够承受起重机的冲击。坑底部分横截面为梯形，坡度为1/2，斜面高差取2m，并设置集水沟，排出固体废弃物堆积过程中产生的渗滤液，取垃圾水分的1‰通过渗滤的途径流失。此外，为方便在必须情况下工作人员进入仓内进行清理和排除故障，还需设置一定的通风口与风机、管道、除臭装置组成除臭换气系统，且在卸料台处需配置除臭除尘的装置防止垃圾车倒料时产生的扬尘和恶臭气体。

(1）卸料仓尺寸确定

选一有高差的地势筑建垃圾卸料仓，卸料仓分为存料区和卸料漏斗两大部分。现取卸料仓地下部分尺寸为24000mm×8000mm×7000mm，在朝垃圾车进入方向的卸料仓离墙壁分别离两边2m处各留宽3.6m高2.4m的门，在离门2m处作为卸料台，中间筑建坡度为3/2的滑槽连接卸料台和存料仓。地面部分在存料区旁边1m处预留3个6000mm×6000mm的方孔做为垃圾漏斗接收起重机抓头袋给料，两方孔之间隔2m，两边离墙体各1m，并在此边墙壁上方3m处开一1000mm×1000mm的通风口。存料区总尺寸为24000mm×8000mm×12000mm。

表4-3起重机抓斗选型

型号 额定斗容量(m3) 开闭时间（s） DYZ1540 4 10 抓斗外型尺寸（mm） 配用起重机吨位（t） 颚瓣数量 2890×2380×4200 15 6 (2) 集水沟设计

卸料仓底部最低平面与斜面的最低点的高程差取为500mm，,在此平面往上用钢筋混泥土建成一个厚50mm的平面与卸料仓底部斜面相接，之下部分即为横截面为V形的集水沟，平面上还需每隔60mm均匀的留出直径为20mm的圆形孔洞让渗滤液顺利的流入集水沟，并在平面上铺上一层网孔为5mm×5mm的防腐耐酸筛网以防止细小

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废物漏入集水沟内，集水沟壁还需铺设一层HPDE膜防止渗滤液侵入土壤层造成土壤或地下水污染。

集水沟长度：15m

集水沟宽度：0.2?5?2?2m 集水沟截面积：2?0.2?2?0.2m2

在集水沟的出口处设置一个最大口径为500mm的锥形积液槽达到收集与缓冲渗滤液的作用，下端用口径为10cm的HPDE管连接将渗滤液输送走。 4.2.2 存料间通风除臭设计

存料间中的垃圾在对方过程中会腐烂变质，分解后会散发难闻臭味，且臭气当中成分复杂，不免会产生一些可燃性气体，为避免发生火灾等危害，必须对存料间内臭气进行合理处理。

表4-4 臭气处理工艺综合因素对比 工艺名称 适用范围 优点 缺点 去除效果 高空稀释 排放法 适用于臭气浓度较低的有组织排放的恶臭处理 运行简单、运行费用低 受气象条件及地理位置影响较大，且烟囱高度有一定要求 活性碳易饱和，需再生或更换，所以后续运行费用较高。易产生二次污染。 配置附属设施较多、运行管理较复杂、运行费用高 只是对臭气进行转移稀释 活性炭吸附 低浓度臭气处理 初期投资较低，运行维护简单 只是对臭气进行转移 湿式化 学吸收 排放量大、高浓度臭气处理 反应快、运行可靠 对单一成分臭气处理效果较好 植物液分解 开放环境中、低浓度臭气处理 初期投资极低，运行维护简单 运行费用较高，不能较好解决冬季结冰问题 适用于不能完全收集的开放空间或作应急使用。对中、低浓度臭气去除效果较明显 9

土壤法 适用于臭气浓度低且地较充裕的地方 设备简单、运行费用极低、维护操作方便 总投资和运行费用较低，基本无二次污染 占地面积较大、对高浓度和浓度变化较大的臭气处理效率有限 对低浓度难溶性臭气处理效果较好 生物法 适用于各类恶臭气体处理 对温度、湿度、对含N、S成分PH值等过程参的臭气处理效率数控制要求较高 较高 由于存料间空间较大，且不常开放通风，一般处于密封状态，要求换气次数不多，采用臭气集中收集处理的投资成本不大，且臭气浓度较小，所以。本方案选择生物法分解的方式建立除臭间对原料间臭气进行处理。

存料间预留的通风口用以室内气体通风换气，用风管和风机系统将室内臭气进行收集处理。

对于室内通风换气的设计原则是以人为本，换气次数根据人的进入状态确定，一般，不进人或一般不进人的地方，换气量取2～3次/h；有人进入但工作时间不长的区域，换气量取3～5次/h；有人长时间工作的环境，换气次数取5～8次/h；持续工作场所，换气次数：8～15次/h,本设计换气次数取2次/h。

存料地面面积：24×12=288m2 地上部分空间：288×8=2304m3

送风量：（2304+256）×2=5120m3/h，取保险系数为1.1再计算送风量。 5120×1.1=5632m3/h，即系统风量为5632m3/h。

设计风管内的风速为10m/s，计算风管的尺寸和风机的额定风压。

风管内截面积：S?Q5650?0.16m

10?3600??2?d?圆管截面积：S?????2?风管内经：d?4S??

4?0.16?0.45m3.14用生物除臭法除臭，建立除臭间，用天然树皮和木屑作为填料，填料比例为树皮：木屑为=3：7，根据查找的案例资料取填料的表面负荷为100m3/（㎡?h），填料堆高1m，堆两层，两年更换一次填料，除臭间两头为锥形，以便减缓气体进入除臭教案的速度和增减气体排出除臭间的速度，除臭间主体部分为矩形，用以堆放天然填料。

除臭间面积：5650?100?56.5m2

除臭间主体部分尺寸：1200mm?8000mm?3000mm

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在卸料口处，为防止垃圾车卸料时除臭的扩散，本设计采用在卸料口卷门的上方安装强风风幕机，当卸料时开启风幕机使风幕机吹出的强风起到隔断存料间臭气与外界空气的作用，防止存料间内的除臭扩散造成环境污染。

表4-5风幕机选型

名称 离心式风幕机 频率(HZ) 50 类型 防腐风机 风口风速(m/s) 11.2 型号 FM3015H 长度(mm) 1200 风量（m3/h） 1330 噪音(dB) 52 电压（V） 220 功率（W） 335 4.3 预处理车间

堆肥工艺的预处理包括分选、破碎、筛分和混合处理工艺。当垃圾运至堆肥厂经过计量后运至储料间内进行废物预处理工作。 4.3.1 分选

垃圾堆肥处理前需经过人工分选和风力分选，除去大块的质重的玻璃、陶瓷、金属等不可进行堆肥的固体废弃物。根据堆肥厂的日处理量及各成分所占百分比可计算每日需处理垃圾中各成分的量。

表4-6垃圾成分

种类 厨余垃圾 果皮类 纸类 纤维 玻璃 金属 其他 塑料 所占百分比% 0.52 0.13 0.09 0.04 0.04 0.02 0.03 0.13 每日垃圾中含量 33.8 8.45 5.85 2.6 2.6 1.3 1.95 8.45 给料装置一般有起重机抓斗、板式给料机、前端斗式装载机等三类。起重机抓斗的基本形式有钢索式抓斗和油压式抓斗。考虑到实用需求和造价以及适用范围等因素，又由于板式给料机供料仓容积有限，储料池不能太大，所以在储料仓采用板式给料机给料时必须另设进料装置，所以现选择油压式抓斗和板式给料机结合使用为该堆肥厂的垃圾给料装置。板式给料机的尾部料斗与卸料漏斗底部卸料口相连（尾部料斗保持有物料），卸料漏斗四面均以45°度角向下倾斜2.5m与板式给料机的尾部料斗相接。头部排料口与皮带传送机相连，将物料送上皮带传送机进行人工分选。 （1）人工分选

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设计板式给料机给料的厚度为100mm，宽度为500mm，给料速度为0.06m/s，尾部料斗尺寸设定为4000mm×5000mm×2000mm，并在尾部装一个长为4000mm，宽为5000mm，高程为500mm以30°角的斜面可自动工作的推板，推板的水平面上要加平板密封，方便均匀给料。给料机给料宽度为500mm，物料厚度为100mm，做计算。

表4-7板式输送机参数 链板运行速度(m/s) 0.22 给料机尺寸（mm） 5000mm×500mm 链板运行速度(m/s) 5000mm×4000mm×2000mm

（5?7）?2给料机尾部料斗容积：?4?48m3

23单位时间给料体积：0.1?0.5?0.06?0.003m/s 设计分选工作人员每天工作8小时，共设置3条分选线进行分选工作。3每天给料总体积：0.003?8?3?3600?259.2m/d堆肥厂日处理的垃圾的体积：65?0.351?0.8?231.48m3/d

259.2m3/d≈231.48m3/d，可以满足堆肥厂的处理要求，所以可确定板式给料机的大小型号。垃圾被运出板式给料机后送上皮带传送机，皮带宽度应比给料机出口略宽设定为800mm，选择槽式皮带输送机，并且皮带的一边需设置300mm高的挡板，另一半加高150mm后做一个倾角为45°高差为50mm的斜板以方便工人进行分选工作并避免挡板磨伤手臂，整个人工分拣处理线分拣人员工作的高度为1.2m(工作人员身高按1.55m算)。设计皮带总长5000mm，分拣人员配置三个装料箱，分别存放分选出的不可回收利用的石块和陶瓷及塑料等废弃物、可回收利用的可回收利用的金属和玻璃，每个箱子还需配置一个推运装置以方便卸倒。

表4-8 1#皮带运输机选型

类型 带式输送机 输送距离（m） 5 型号 DY 皮带宽度（mm） 800 分选工人每天工作八小时，设置3台皮带运输机，3条皮带运输机配套设置3条供人工分选线。所需配置分选人数3个。

装料箱的尺寸：根据分拣出的废弃物量的不同，每个料箱的尺寸需不同才能保持分拣工作进程一致。设定人工分选的效率为25%计算各成分中被分拣出来的废品量。

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分拣出的塑料质量：8.45?25%?2.1125t分拣出的玻璃质量：2.6?25%?0.65t分拣出的金属质量：1.3?25%?0.325t分拣出的其他废物质量：1.95?25%?0.4875t人工分拣出的废物总质量：2.1125?0.65?0,325?0.4875?3.575t

在查找资料后现取塑料的密度为0.9t/m3，玻璃的密度为2.5t/m3，金属的密度为6.8t/m3进行计算分拣出的各物料的体积，塑料和其他废弃物的装填系数为0.8，玻璃和金属的装填系数取0.85，计算出各成分每日垃圾量的贮存空间，再确定一个运输周期，确定堆肥厂需建的贮存空间尺寸。

3塑料：V1?2.1125?0.9?0.8?2.934m 3玻璃：V2?0.65?2.5?0.85?0.306m金属：V3?0.325?6.8?0.85?0.056m33其他：V4?0.4875?2.2?0.8?0.277m

人工分拣出的废物总体积：2.934?0.306?0.056?0.277?3.57m3分选人员需要配置3个周转箱，左边的一个周转箱尺寸为0.5m×0.8m×1.2m,用来装分拣出来的塑料和其他不可回收利用的物质；右边放2个周转箱，尺寸为0.5m×0.6m×0.8m，分别用来装分拣出来的玻璃和金属；大尺寸的周转箱现预计购买5个，小尺寸的先预计买10个。 （2）风选机分选

设定风选机的分选率为30%，风选机能根据物料到密度不同将物料分出轻质的塑料与纸张，重质的碎石、陶瓷和金属以及其他垃圾，则风选机分选出的个成分的量可计算出来。

?8.45-2.11??30%?1.90t塑料：?2.6-0.65??30%?0.59t玻璃：?1.3?0.33??30%?0.29t金属：?1.95?0.49??30%?0.44t其他：风选机分选出的废物总质量：1.90?0.59?0.29?0.44?3.22t

则两次分选后被分选出的各物质的总体积：

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塑料：V1??2.11?1.90??0.9?0.8?5.57m3 玻璃：V2??0.65?0.59??2.5?0.85?0.58m3金属：V3??0.33?0.29??6.8?0.85?0.11m3其他：V4??0.49?0.44??2.2?0.8?0.53m3风选出的垃圾总体积：V风?6.79?3.57?3.24m3

将风选机截留下来的塑料和纸质垃圾再进行一次精细的人工分选后将塑料运至临时贮存间，纸质的垃圾由皮带运输机直接运至破碎机进行破碎处理。金属和玻璃送回皮带运输机运至磁选机进行磁选。风选机选型

3进入风选机的垃圾体积：231.48-3.57?227.91m

处理垃圾质量：65-3.58=61.42t

表4-9 风选机选型 型号 WS 用途 纸塑分离机 品牌 NIHOT 产品别名 轻质气流分选 处理能力 10-60吨/小时 作用原理 密度分离 设计风选机的处理能力为30t/h，计算其工作时间。

风选机工作时间：61.42?30?2.05h<7.49h,所以风选机的工作时间为2.05h。

由于各种分拣物的含量差异太大，所以现取不同的运输周期运输各种成分以减少运输成本。塑料与其他废弃物不可在回收利用可堆放在一起，运输周期为7天，其他的运输周期取15天，计算各种分拣物所需的贮存空间。

3塑料：V?5.57?7?38.99m玻璃：V?0.58?15?8.70m3金属：V?0.11?15?1.65m其他：V?0.53?7?3.71m31总体积：V总?38.99?8.70?1.65?3.71?53.05m3

（3）磁力分选

设磁选机对金属的回收率为60%，则被磁选机分选出来的金属的量可计算。

金属：m??1.3?0.33?0.29??60%?0.41t所占体积：V'?0.41?6.8?0.85?0.07m3金属总体积：V金?1.65?0.07?15?2.70m33则所有分选出来的物品体积：V总?53.05?2.70?55.75m

将从磁选机中出来的垃圾用皮带运输机运往垃圾破碎机进行破碎处理。 磁选机选型

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-3.24?224.67m3 进入磁选机的垃圾体积：227.91垃圾质量：61.42-3.22=58.2t

表4-10 磁选机选型

型号 CTB-924 圆筒尺寸（mm） 最高磁感应强度 Ф900×2400 190 处理能力m3/h 110 电机功率 4 转速 28 磁选机工作时间：224.67?110?2.04h，与风选机工作时间吻合。

贮存间选择平顶式的库房，分间贮存各种分拣出的物品，物料堆放高度取3m，贮存仓的总尺寸为12m×10m×6m，各物料分区存放，每区域用5m高的墙体隔开。塑料与其他废弃物贮存区尺寸7m×8m×6m，中间用墙体隔开；玻璃和金属的分拣量比较少，可在同一个存放区分开堆放，存料间墙体采用采用砖混结构，底部采用钢筋混泥土结构并像一边以15°倾斜，在最低处设置口径为15cm的半槽型水沟方便垃圾水分流失和清洗时的排水，每个运输周期清洗一次。在贮存区使用铲车进行辅助堆料和装车。 4.3.2破碎

经过几次分选后出去垃圾量为7.2t，每日还需被处理的垃圾量为57.8t，将从磁选机中出来袋垃圾运往垃圾破碎机进行破碎处理。将物料破碎至50mm以下后再进入发酵系统内进行发酵处理。

表4-11 破碎机选型 型号 E800 类型 剪切式 粉碎程度 生产能力 给料粒度 粗碎机 30m3 800 × 650（mm） 最大进料边长 1000mm 4.3.3预处理车间除臭

本设计中将手选工段与机械分选工段的车间用一道城墙隔开，手选工段的工作人员没天工作8小时，机械分选工段工作人员可按时进入查看机械工作状况，这样两阶段的除臭系统的工作时间和工作频率可分开控制，能节约除臭系统的运行费用。

垃圾腐化产生的臭气臭味刺鼻且成分复杂，不能用简单的化学方法处理，物理法处理不彻底且易造成二次污染，所以本设计仍采用生物吸收法处理预处理车间的臭气。预处理车间是一个开放的空间，长时间有工作人员在内工作，若用集中收集臭气，换气次数要求多，臭气处理的工程投资太大，所以，本设计对预处理车间臭气的处理选用空间异味除臭的方式，选用植物液作为除臭药剂。 1）除臭原理

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植物除臭液通过专用设备使植物液形成雾状，在微小的液滴表面形成极大的表面能。液滴在空间扩散的半径≤0.04mm。液滴有很大的比表面积，形成巨大的表面能，能有效地吸附在空气中的异味分子，同时也能 使吸附的异味分子立体结构发生改变，变得不稳定，此时，溶液中的有效分子可以向臭气分子提供电子，与臭气分子发生氧化还原反应，同时，吸附在液滴表面的臭气分子也能与空气中氧气反生反应。经过植物作用，臭气分子将生成无毒无味的分子，如水、无机盐等，从而消除臭气。 2）工艺特点

(1)系统占地面积小，投资费用省；

(2)无需对臭气进行收集，适合开放空间臭气处理理； (3)系统除臭见效快，应急处理能力强；

(4)天然植物液具有无毒、无腐蚀、不燃烧、无爆炸性、无二次污染等特点 3）RT-WH系列植物液雾化除臭统

RT-WH系列植物液雾化除臭系统由原药箱、自动配药器、工作药箱、过滤器、加压泵、供液管路、离心水雾发生器、风扇和控制系统等部件组成。植物液经离心水雾发生器雾化后通过风扇吹到污染空间内分解臭气。

原药箱自来水自动配药器工作药箱过滤器加压泵供液管路水雾发生器风扇图4-1 3RT-WH工艺方框图

4）系统设计

(1)风扇布置

一般情况下，雾化风扇的布置数量根据风扇的覆盖面积决定，RT-WH植物液雾化设备布置的雾化风扇在没有其它风的影响下覆盖范围可达2米，为保证除臭效果，考虑到不定因素的影响，现取有效距离为7-9米计算。手选车间与存料间紧紧相连， 人工分选阶段的车间长为24m，宽为12m，占地面积为288m2，高度为4m，在每个存料间下料漏斗与给料机相连处的柱子上每个8米处安装一台雾化风扇，安装高度为3.5m，存料间给料区域需安装3台雾化风扇；在手工分选车间宽度方向堆钟点处的横

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梁上每隔8m安装一台雾化风扇，手选车间需安装3台雾化风扇；机械分选车间的尺寸为长为18m，宽为8m，占地面积为144m2，高6m，则在中间长度方向的横梁上每隔6m安装一台雾化风扇，在宽度方向横梁上每隔6m安装一台雾化风扇，机在机械分选工段和教案需要安装66台雾化风扇；即总共需要12台雾化风扇。 (2)主要工艺设备及参数 ①雾化风扇

工作电源AC220V/50HZ，功率260W，风量8000m3/h，雾化颗粒≦10μm， 有效距离5-12米，仰角调整0-30度可调，摇头角度90度自动摇头， 喷雾量0-20KG可调。 ②进水过滤器

采用尼龙滤芯，可清洗重复使用，过滤精度0.1mm，工作压力0-0.5MPa。 ③管件

采用3/8英寸无缝不锈钢管和不锈钢管件 ④自动配药器

该装置采用自来水驱动，装置阀门采用“突开式”设计，使工作药箱液面始终保持在一定范围。装置内设有一个缓冲阀，使装置的稀释比例不受自来水压力及流量的影响，其稀释精度达到99%以上。装置配有多种比例调节，可根据使用要求对药剂进行比例设定。 ⑤设备柜

设备柜采用不锈钢制作，表面喷塑处理。可适用于各类腐蚀性环境。 ⑥药液箱

药液箱采用PPH材料制作，设有液位报警装置。 ⑦控制系统

控制系统采用PLC控制，分手动和自动两种运行方式。可根据需要自由设定和修改系统运行参数，各个雾化风扇可单独或同时运行。

4.4发酵车间

根据所选的堆肥工艺及堆肥系统，现选用DANO回转窑式发酵器（卧式堆肥发酵滚筒）为该堆肥厂的一次发酵装置系统，条垛式发酵设备作为二次发酵系统。 4.4.1主发酵

根据查询资料上关于卧式发酵滚筒装置发酵方式的经验数据考虑，发酵装置直径

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确定为3.5m,长度为20m，有效填充率75%，筒体以1/20的坡度倾斜，内搅拌的旋转速度为2.0r/min，通风气温保持常温，全天24h工作，通风量取为0.1m3/(m3.min)，空气从筒的原料口通入，从排出口排出。

?3.5?3发酵筒筒体的容积：3.14????20?192.33m?2?单位发酵滚筒处理垃圾容积：192.33?75%?144.25m3 所需发酵滚筒数量：175.73?144.25?1.22个2所以每天需要2个发酵滚筒才能达到堆肥厂的处理能力，将垃圾平均分成2份在2个发酵装置里分别发酵。

每个发酵筒体处理垃圾量：175.73?2?87.87m3 一个发酵周期所需发酵滚筒数量：2?5?10个

垃圾从破碎机出来后由皮带运输机运往发酵间进行发酵。垃圾从预处理车间进入一次发酵车间的皮带运输机宽度设计为1500mm，两边加高为500mm的挡板防止物料漏出，进入一次发酵车间后从每个发酵装置接出的皮带宽度与主皮带相同也加500mm高度挡板，从每个发酵装置出口端的皮带也与进口端的皮带型号相同，在将出口物料汇总运出一次发酵车间的皮带在一次发酵车间的尾部离发酵车间墙体3000mm，其宽度设计为2000mm，两边挡板高为300mm。

发酵装置分两列摆在发酵车间内，右边一列5个，左边一列5个。在每列发酵装置面向发酵车间中央的一端配置一条直的主干皮带运输机将破碎后的物料运出，并在每个发酵装置处接一条支传送带连接将物料送入每个发酵装置内进行一次发酵处理，分支处在主皮带上设置一个挡板，挡板与主皮带形成30度角。另外，在发酵装置尾部还需设置一条主皮带以将从每个发酵装置内排出的物料运出发酵车间，同样也需在每个支口处设置一个挡板，挡板与主皮带形成30度角。每列发酵装置之间相距1m，各面离车间墙体预留4m的宽度，两列发酵装置之间预留6m的距离。

车间长度：5?5?3.5?4?26.5m车间宽度：4?20?6?20?4?54m

车间占地面积：26.5?54?1431m2，设计取定发酵车间的高度为6m。4.4.2发酵过程控制 a.堆肥原料控制

该城市市城区生活垃圾碳、氢、氧含量比较高，与该城市市垃圾中厨余垃圾的含量相符合，查得该城市城区生活垃圾的C/N的平均值为27.5符合《城市生活垃圾堆

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肥处理厂技术评价指标》（CJ/T3059-1996）中的相关规定，可直接进行堆肥处理。原料垃圾的初始含水率为55%，可估算原料垃圾中有机物的含量。

计算公式：y?(0.67x?12.28)?0.15x 式中：x为原料垃圾中有机物的含量（%）

y为原料垃圾的含水率（%）

0.15x为考虑到冬、夏季曲线斜率的变化而坐的校正，现将数据带入公式进行计算。

冬季：

55?(0.67x?12.28)-0.15x

x?82.1555?(0.67x?12.28)?0.15xx?52.09（1）

夏季：

该城市市主城区的可堆肥有机物（动物类和植物茎叶果皮类）含量变化29%～59%，最小值出现于10 月份，最大值出现于4 月份，夏秋较小，春冬较大。

随着水平的提高，生活垃圾中可堆肥成分的有机物含量会不断升高，所以综合分析后确定原料垃圾中可堆肥有机物的含量为62%。

经过分析可知原料垃圾中的原始含水率、C/N比、有机物含量均满足垃圾堆肥化处理的技术要求，所以一次发酵时不再添加调节剂进行直接堆肥。 b.温度控制

卧式堆肥发酵滚筒作为一次发酵装置时，发酵过程中的平均温度为35～45℃，最高温度可达60℃左右。在发酵装置内安装温度感应器，设置感应范围为35～65℃，当发酵装置内温度不在此范围时发出警报并启动风机进行送风控温。 c.PH值控制

垃圾进行堆肥时其PH值一般为中偏碱性的。堆肥开始时，PH值在7左右，堆肥两三天内PH值会上升到8.5左右。发酵过程中堆料的PH值应控制在7.5～8.5之间以便获得最大的堆肥速率。二次发酵可除去大部分的氨，最终堆肥产品的pH值基本在7.5而成为一种中性肥料。 4.4.3发酵周期

一次发酵的周期为5d。 4.4.4通风量计算

微生物发酵过程中通风具有不同的作用与目的。发酵初期通风是提供氧气；发酵中期起供氧、散热冷却作用，冷却散热可通过装置向外排风时带走水分实现，从而控

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制堆体的适宜温度；发酵后期通风的目的在于降低堆肥的含水率，通过增加通风次数和延长通风时间实现。因此，堆肥过程中的通风主要从供氧、散热两个方面进行考虑。

在堆肥的前2d每天通一次风，每次通风1.5小时，保证微生物进行生化做用的氧需求；发酵的中间2d每日通2次风，每次通风1.5小时，在供氧的同时还起到调节发酵温度的作用；初发酵的最后一天通风1次，通风时间为2小时 a.供氧所需通风量

在发酵周期中，微生物的种类、繁殖速度和代谢快慢程度不同，耗氧速率也不一样，为了满足发酵过程中最大需氧量，根据单位时间、单位体积耗氧量经验值(一般为0．05～0.20 m3／(min·m3)求供氧所需的风量。

公式：Q1??nqV

（2）

式中：Q为供氧所需的风量，m3/min

?为发酵仓充满系数，0.75

n为堆体个数

q为单位时间、单位体积耗氧量经验值,0.1m3/(m3.min) V为单个堆件的体积，m3

则Q1?0.75?1?0.1?384.65?28.85m3/min 即每个发酵滚筒内每分钟供氧所需的通风量为28.85m3。 b.冷却通风所需空气量

由热力学第一定律可知，在一个平衡系统内能量的输入与输出是守恒的。在垃圾堆肥化的实际应用工程中，当温度上升到超过适宜温度后必须对堆体进行冷却通风，考虑到发酵装置的保温性能较好时，发酵装置内堆肥过程中的生化反应产生的反应热

q主要来源于装置内气体升温吸热qa和水蒸发吸收的热量qw。

q=qa+qw

（3）

据资料显示，当强制通风的风量是为系统散热以达到适宜的发酵温度时，其所需的通风量是有机物分解所需的空气量的9倍。

Q冷?q?9?Q1?9?28.85m3?259.65m3/min

259.65m3》28.85m3，即计算和工程运用的经验中均可得出，用于冷却的风量需求要远远大于供氧所需求的风量，因此选择风机时只需考虑冷却所需的通风量即可。 4.4.5风机的选型 a.供风方式的选择

工程当中常采用负压抽风或正压鼓风的供风方式作为通风方式。本设计采用正压鼓风的供风方式，其优点为供风均匀，有利于垃圾物料中气孔的形成，使得物料保持

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蓬松状，供风管道不易堵塞，能有效散热和去除水分，起效率要比负压抽气的供风方式高1/3。

b.风机的额量定风

Q额?K1Q冷

式中：K1为通风系数，常取为1.1~1.2；Q额为风机的额定风量，m3/min；Q冷为堆体冷却所需的通风量，m3/min现取通风系数为1.15，则可计算出风机的额定风量。

Q额?1.15?259.65?298.60m3/minQ额?298.60?60?17916m/h3（4）

c.风压的损失

（1）管道上的压力损失

pg?pf?pk

pf?（5）

（6）

???22d

2pkk???2

（7）

式中：pg、pf、pk?分别指管路上压力的总损失、直管段上的压力损失、局部压力损失，pa；??摩擦系数；??气流速度，m/s；??气体密度，kg/m3；d?管内经，m；

?k?局部阻力系数的和。计算时，主管上的气流速度为10m/s，支管上的气流速度为7m/s，摩擦系数取决于雷诺数Re：Re?d???其中?为气体粘， cP(1cP=10-3Pa.s),查空气粘度表可知在

温度为20℃时气体粘度为0.0001808Pa.s。

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