堆肥工艺流程

1.1 工艺原理

堆肥过程通常分两个阶段，即一次堆肥（也叫快速或高温发酵）和二次堆肥（也叫后熟或陈化）。

一次堆肥阶段的特点是：高氧气吸收率，高温，可降解挥发性固体（BVS）大量减少，高的臭味潜力。通常，一次堆肥阶段由于需要减少臭气，因此需要提供通气和保持对堆肥过程的良好控制。二次堆肥阶段的特点是：温度低，氧气吸收率低，臭味潜力低。相对一次堆肥来讲，二次堆肥阶段的管理和比较简单，然而从工程角度看，不能没有二次堆肥，因为二次堆肥阶段可继续降解那些难降解的有机物、还要克服反应速率变慢以及重建低温微生物群落，从而有助于堆肥腐熟、减少植物毒性物质和抑制病原菌。这两个阶段对一个完整的堆肥系统的设计和操作来说是缺一不可的，而且是生产腐熟堆肥所必需的。

一次堆肥开始之前的原料处理称为前处理，后熟阶段之后的原料处理称为后处理。前处理或后处理是否需要依赖于原料的特点和期望的产品质量。

堆肥过程一般分为三个阶段：

1、升温阶段

一般指堆肥过程的初期，在该阶段，堆体温度逐步从环境温度上升到45℃左右，主导微生物以嗜温性微生物为主，包括真菌、细菌和放线菌，分解底物以糖类和淀粉类为主，期间能发现真菌的子实体，也有动物及原生动物参与分解。

2、高温阶段

堆温升至45℃以上即进入高温阶段，在这一阶段，嗜温微生物受到抑制甚至死亡，而嗜热微生物则上升为主导微生物。堆肥中残留的和新形成的可溶性有机物质继续被氧化分解，复杂的有机物如半纤维素-纤维素和蛋白质也开始被强烈分解。微生物的活动交替出现，通常在50℃左右时最活跃的是嗜热性真菌和放线菌，温度上升到60℃时真菌几乎完全停止活动，仅有嗜热性细菌和放线菌活动，温度升到70℃时大多数嗜热性微生物已不再适应，并大批进入休眠和死亡阶段。现代化堆肥生产的最佳温度一般为55℃，这是因为大多数微生物在该温度范围内最活跃，最易分解有机物，而病原菌和寄生虫大多数可被杀死。

3、降温阶段

高温阶段必然造成微生物的死亡和活动减少，自然进入低温阶段。在这一阶段，嗜温性微生物又开始占据优势，对残余较难分解的有机物作进一步的分解，但微生物活性普遍下降，堆体发热量减少，温度开始下降，有机物趋于稳定化，需氧量大大减少，堆肥进入腐熟或后熟阶段。

1.2工艺流程

主要的工艺过程分析如下：

（1）原料预处理

目的：原料预处理的目的是调整物料的水分和碳氮比，同时添加菌种以促进发酵过程快速进行。

过程：将主要的有机固体废弃物料和辅料按配料比例进行混合，微生物菌种储存在菌液罐中用小型计量泵加入，添加菌种以促进发酵过程快速进行。各种物

料混合后由皮带输送机和自动布料系统运到发酵槽中。

（2）一次发酵

目的：好氧堆肥的目的是使废弃物中的挥发性物质降低，臭气减少，杀灭寄生虫卵和病原微生物，达到无害化目的。另外，通过堆肥发酵处理使有机物料含水率降低，有机物得到分解和矿化释放N、P、K、等养分，同时使有机物料的性质变得疏松、分散。

过程：一方面通过安装在发酵槽底部的曝气系统采取强制通风方式供给氧气，避免堆肥过程形成厌氧环境，同时挥发水分；另一方面利用翻堆机通过翻拌作用使发酵物料充分混匀，水分快速挥发，同时发生物料的位移。一般情况下，堆肥周期为10-15天，堆肥温度可以上升至60-70℃。工艺控制中根据堆肥物料的温度、水分、氧含量等参数的变化，由控制系统开启鼓风机向发酵槽内曝气。经过一个周期的堆肥，发酵后的含水率大幅度降低（一般下降到40%左右），由自动出料系统出料并运输至陈化车间。

（3）陈化

目的：经过第一次堆肥发酵后的有机固体废弃物尚未到达到完全腐熟，需要继续进行二次发酵。陈化的目的是将有机物中剩余大分子有机物被进一步分解、稳定、干燥，以满足后续制肥工艺的要求。

过程：采用天车抓斗（或铲车搬运）工艺进行陈化发酵。在陈化车间顶部安装天车、抓斗，通过抓斗定期搬运物料，能起到翻堆、透气等效果，堆料的温度会逐渐下降，稳定在40℃以下时，堆肥腐熟，形成腐殖质。一般情况下陈化周期约为15-20天，可以根据肥料加工用料的特点对陈化的周期进行调整。

（4）制肥

目的：堆肥要作为产品销售还应根据用途和市场需要进行加工，制肥的目的就是提高堆肥产品的肥效和商品性，进而提高综合经济效益。

过程：发酵物料经配料系统配料后，由皮带输送机提升和输送后粉碎、筛分分级，筛上物返回到混合间配料，筛下粉状部分由皮带输送机输送进行包装，成品在成品库储存。

2.原料流量设计资料（参考）

1.堆肥原料：

主料：污泥、沼渣90吨/天（含水量80%计）；

辅料: 桔杆、谷糠、矿粉，返料等，按30%计，约60吨/天（平均含水量30%）其它：发酵菌种等。

调配后物料水分约55～60%，每天的量约150吨（190立方米）。

2.发酵槽出料量A=150×0.4÷（1-0.4）（以出槽水分40%计）×0.9（堆肥过

程得料率）≈90吨/天。以堆密度0.8计，折算每天入熟化槽的物料量约为115立方米。

3.以生产所需物料水分30%计，熟化库出料量（入生产车间物料量）B=90×

（1-0.4）÷(1-0.3)×0.95（熟化过程得料率）＝73吨/天＝26000吨/年。

4.生产时应根据牛粪的实际含水量，辅料的性质进行调整

3.工艺设备

1.辅料仓、返料仓

1）性能参数

料仓容积：20m3

物料最大堆密度：1.0t/m3

外形尺寸：3mLx3mWx1.5mH

进料方式：自卸车或铲车进料

出料方式：双轴螺旋输送机φ250

输送机长度：3.7米

输送机额定功率：5.5kw

2）主要材料

料仓：Q235/A碳钢

钢结构架：Q235/A碳钢

输送机：Q235/A碳钢

2.链板翻堆机

1）技术参数

型号：9LBF0403

翻堆深度：1.6m(堆槽高度：1.8m)

堆槽宽度：4.2m

堆槽隔墙中心距：4.4m

移料距离：3.5~4m

堆肥翻堆量：≥300m3/h

翻堆部件幅宽：4000㎜

操作方式：整机遥控

行走升降液压系统电机：(5.5+3)kw

翻堆部件摆线针减速电机:11×2kw

用于发酵车间物料翻堆、移料、搅拌工作，效率高，翻推彻底，能有效缩短发酵周期，含控制系统，实现堆肥生产自动化。

2）主要材料

翻堆头底托板：304不锈钢板（3mm厚）

主体机架及其它部件材料：A3钢，采用国标碳钢材质。

遥控器:禹鼎

电机:（西门子）贝得品牌电机

翻堆链条：黄山链条厂

减速机：泰星减速机股份有限公司（原江苏省泰兴减速机厂）；

控制柜电器：LG品牌乐星产电无锡有限公司

3）其他特点

整机遥控操作，行走、链板升降系统由液压驱动和调节。机械下部抬升高度大于1.8m

翻堆机行走机构采用液压驱动和调节，使翻推机能很好适应工作负荷的变化

T型链板，链板间距≤260mm，设链轮张紧机构，方便调节。

3.出料换轨车

1）技术参数

型号：9WC40A

行走速度：10m/min

配有接料斗、3.8米宽出料皮带机

行走驱动摆线针减速电机：2.2kw

出料皮带机摆线针减速电机：5.5kw

翻堆机换槽用，可以多台共用，含控制系统

2）主要材料

皮带底托板为PP塑料板；

其余（机架等）采用国标碳钢材质。

减速机：泰星牌（原江苏省泰兴减速机厂。

控制柜电器元件：LG品牌乐星产电无锡有限公司。

4.混料机

1）技术参数

型号：9SJ50

外形尺寸（cm）：1.0m×2.0m×1.0m,容积3m3

处理量：40m3/h；

2）主要材料

筒体材料：不锈钢；

减速机：泰星牌（原江苏省泰兴减速机厂。

控制柜电器元件：LG品牌乐星产电无锡有限公司。

5.布料皮带输送机

1）技术参数

型号：B650

带宽：650mm

中心距：25m；

胶托辊：3辊结构，每1000mm一组

帆布输送带：5层（3+1.5）厚。

摆线针减速电机：、5.5kw

2）主要材料

机架：采用10#槽钢和70×7角钢焊合而成

输送带：广州飞旋橡胶有限公司普通尼龙带。

减速机：泰星减速机股份有限公司（原江苏省泰兴减速机厂）

6.曝气鼓风机

1）技术参数

设备型号：9-19 NO.4.5#

电机功率(kw)：5.5

电压（V）：380

满载额定电流（A）：11

流量(m3/h)：2281～2504

全压（mbar）：4297～4112

2）性能描述

高压鼓风机可广泛用于输送物料、空气及无腐蚀性不自燃、不含粘性物质的气体。输送的介质温度一般不超过80℃，所含尘土及硬质颗粒不大于150mg/m3。适用于高压强制通风和物料输送。

风量的控制与曝气方式有关，可以通过控制鼓风机的开停周期控制风量大小。根据入槽物料量及其发酵需氧特性调节鼓风机的开停周期，使物料发酵出于最佳状态。

7.粉碎机

1）技术参数

处理量：3t/h

粉碎外壳尺寸：（Φ800×1000mm）

电机功率：22kw

2）主要材料

主体材料：外壳板厚10㎜，内衬δ20厚㎜铸铁板。

电机：西门子电机（贝得）

8.圆筒筛分机

1）技术参数

筛分量≥10m3/h

含清筛机构，防尘罩。

筛笼直径：1500㎜

筛笼长度：3m

安装倾角：6.0ª

筛网规格：不锈钢线径Φ2㎜，2目

电机功率：5.5kw+0.75kw

2）主要材料

主体机架材料：国标碳钢材质。

筛网：不锈钢304钢丝编织网。

减速机：泰星减速机股份有限公司（原江苏省泰兴减速机厂）

9.电脑计量秤

1）技术参数

型号：B400

称量精度：优于0.2%

配比精度：优于0.1%

自动控制转率：99%以上

流量范围：0.09～10t/h(单台)

称重范围：20～50kg

包装速度：≤4袋/分钟

气源：0.3～0.8Mpa。含3kW空压机.

含除尘装置

2）主要材料

PLC编程控制器、计数模块采用三菱品牌

与物料接触部分钢材为不锈钢（3mm厚）。

传感器：中航电测H3拉力传感器，不锈钢材质其余机架等为A3钢