生活垃圾堆肥工艺操作仿真

浏览:4198发布日期:2015/01/01

    堆肥化就是在人工控制下,在一定的水分、C/N 比和通风条件下通过微生物的发 酵作用,将有机物转变为肥料的过程。在这种堆肥化过程中,有机物由不稳定状 态转化为稳定的腐殖质物质,对环境尤其土壤环境不构成危害,而把堆肥化的产物称为堆肥。根据处理过程中起作用微生物对氧气要求的不同,可分为好氧和厌 氧两种。通气条件下使用好氧性微生物的叫做“好氧堆肥”,反应温度一般在 50-60℃,极限可达80-90℃,故亦称为“高温堆肥”。 垃圾好氧堆肥在大量微生物作用下,使垃圾发生的生物转化和氧化分解过程;好气性氧化分解后,除CO2 和水外,主要是硝酸盐、硫酸盐及其他氧化终产物, 化学性质稳定,不再进行生化分解。氧化分解过程进行很快,条件适当,几天内就可进行完毕。稳定性终产物也没有什么气味,符合卫生条件,因此现代化堆肥 工艺基本都是好氧堆肥。

图  垃圾堆肥工艺流程图
(1)功能:不同碳氮比原料的好氧发酵,自行选择原料来源,配制出碳氮比分别为40:1 和40:1 的发酵原料7 吨;求好氧发酵 罐工作容积,设置环境温度为15℃,在相同的原料预处理设置: “控制粒度 8-9 mm, pH 初值 7.6 ,含水率初值 57 % ”下开展实验,在整个实验过程中,固定通气流量 和回灌水流量,完成实验记录表,并绘制出好氧发酵实验的温度、含水率和pH 的变化 以及排出气体CO2和O2含量的时间序列图,讨论碳氮比的影响。环境温度对好氧发酵的影响,使用配制的发酵原料,分别设置环境温度为5℃、10℃、30℃,完成好氧发酵实验记录表,并绘制相应时间序列图,讨论环境温度对好氧发酵的影响。供风系统控制和对好氧发酵的影响,自行选择原料来源,配制出碳氮比为30:1 的发酵原料5 吨,设计系列操作和控制实验,比较供风系统不同控制参数下对好氧发酵效果的影响。
(2)效果:通过本系统的学习,学生能够了解生活垃圾好氧发酵的生物学原理,比较好氧发酵与厌氧发酵的反应阶段和主要工艺参数特征;认识和合理搭配不同物料的堆肥原料配比,学习查阅原料特性附表, 计算混合原料碳氮比的方法,认识原料配比和预处理对于控制堆肥粒度、含水率和pH 值的意义和方法;了解垃圾堆肥处理的必须条件及调控方法,掌握城市垃圾规模处理好氧发酵系统的反应器主体、供风系统、渗滤液收集和回灌系统三大部分的构成和运行方式,掌握鼓风通气和滤液回灌对好氧发酵反应进程及“温度、pH、含水率”等特征监测参数和排放气体中CO2 和O2浓度的影响规律。