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城市污水处理厂污泥堆肥工艺设计课程设计

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管,长29.5m,干管两侧对称布置长1m的支管,相邻支管纵向间隔2.5m,支管周身穿孔,孔径为10mm,间距50mm。

按照通风设计标准,通风系统中干管风速应控制为6-14m/s,支管则为2-8m/s

4.1通风干管设计

通风系统干管,直径D1 的计算。取通风系统干管中气流的速度v1=10m/s,则

D1?10004Q/3600?v1=185(mm)

取D1=190mm,则干管中气体的实际流速为

24Q?100?0??V??9.44(m/s) 1??360?0?D1?? 4.2通风支管设计

通风系统支管直径D2的计算。取通风系统支管中的气体流速为v2= 5m/s,则 D2?10004Q/3600?v2?261(mm) 取D2= 270mm,则支气管中气体的实际流速为

4Q? V2?3600??1000???D???4.68(m/s) ?2?2五.风机轴功率的计算

N= Q额?P额/1000? 风机的选择根据整个通风系统风压及所需风量确定。

在本设计中,风机风压要保证气流能克服通风管道阻力并到达堆体中绝大部位, 其中取风压?P=8cmH2O=784.3Pa

P额 = k2??P =1.1?784.3=862.74(Pa) 式中,k2—压力系数,一般取1.1

其中风机额定风量由下式确定:

Q额 = k1·Q总=1.1?963.5m/h=1059.9 m/h=0.29(m/s)

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33式中, k1—通风系数,一般取1.1;

Q总—总系统通风量,m/h; Q额—额风机额定风量,m/h。 取?=70%,则N=Q额?P额/1000?

=0.29?862.74/(1000?70%) =0.36(kW)

在保证通风系统运行时风量和风压有一定余量情况下,风机依据风量为1059.9 m/h和风压为862.74Pa选择型号4-72离心通风机。

为使整个通风系统运行合理有效,在堆肥过程中有必要采用变化的通风量。堆肥初期风机以较小风量对堆体进行鼓风,使堆体温度逐渐上升至55℃以上;接着加大通风量,使反应

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热与散热量持平,防止堆温高于60℃不利于微生物的活动,当堆温在55-60℃就停止通风,当堆温超过60℃时就开启风机,风机的开停由安置在堆体中的温度反馈器来控制,如此反复,持续5-7d;后期则改为抽风方式,逐渐减少通风量,使堆温降低。

六、堆肥工艺参数

堆肥化过程是复杂多变的,物料经混匀后,受营养平衡、水分含量和物理结构等的影响。工艺过程中要控制的各种参数,就是那些对堆肥过程有影响的物理、化学和生物因素。它们决定微生物活动的程度,从而影响堆肥的速度与质量。 1、一次发酵主要参数 (1)水分含量

在一次发酵过程中,水分是一个重要的物理因素。水分含量是指整个堆体的含水量。水分的主要作用在于:(1)溶解有机物,参与微生物的新陈代谢;(2)水分蒸发时带走热量,起调节堆肥温度的作用。水分的多少,直接影响好氧堆肥反应速度的快慢,影响堆肥的质量,甚至关系到好氧堆肥工艺的成败,因此水分的控制十分重要。在堆肥期间,如果水分含量低于10%~15%,细菌的代谢作用会普遍停止;含水量太高,会使堆体内自由空间少,通气性差,形成微生物发酵的厌氧状态,产生臭味,减慢降解速度,延长堆腐时间。

大量的研究结果表明,确定堆肥一次发酵阶段的含水率一般在50%-60%。 (2)通气量

供气是好氧堆肥成功的重要因素之一,也是一次发酵阶段重要的控制参数。供气的作用主要有三个方面:为堆体内的微生物提供氧气。如果堆体内的氧气含量不足,微生物处于厌氧状态,使降解速度减缓,产生H2S等臭气,同时使堆体温度下降;调节温度。堆肥需要微生物反应而产生的高温,但是,对于快速堆肥来讲,必须避免长时间的高温,温度控制的问题就要靠强制通风来解决;散除水分。污泥堆肥的一个目的是降低其水分含量。在该阶段,通气主要是提供微生物O2以降解有机物。

本设计中通风量确定为:供氧所需通风V1=10337.38m,去除水分所需通风量V2=211213.56m,散热所需通风量V3=9689.07m,通风总量V=963.5m/h。 (3)温度

温度是一次发酵阶段中微生物活动的反映,是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素。发酵中微生物分解有机物而释放出热量,这些热量使堆肥温度上升。该阶段,堆层基本呈中温,嗜温菌较为活跃,大量繁殖。它们在利用有机物的过程中,有一部分转化成热量,堆层温度不断上升,1-2天后可以达到50-60℃。在这个温度下,嗜温菌生长受到抑制,大量死亡,而嗜热菌的繁殖进入激发状态。嗜热菌的大量繁殖和温度的明显提高,使堆肥发酵直接由中温进入高温,并在高温度范围内稳定一段时间。正是在这一温度范围内,堆肥中的寄生虫和病原菌被杀死。

本设计中温度控制在55-60℃。 (4)周期

一次发酵阶段,一般需要10-12天,本设计取10d。

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2、二次发酵主要参数

(1)周期

二次发酵指物料经过一次发酵后,还有一部分易分解和大量难分解的有机物存在,需将其送到后发酵室,堆成1—2米高的堆垛进行二次发酵并腐熟。当温度稳定在40℃左右时即达腐熟,一般需20—30天。本设计取20d。

(2)碳氮比

C/N比是堆肥原料与填充料混合物的C/N比。微生物生长需要碳源,蛋白质合成需要氮源,微生物合成一份蛋白质大约需要30份碳,对于堆肥来讲,C/N比为30看起来是理想的。C/N比低、特别是当PH值和温度高时,使废弃物中的氮以NH3的形成挥发损失,散发出臭味。用C/N比低的原料(15.7∶1)进行堆肥实验,结果是微生物对有机物的生物氧化过程中显示了严重的氮素损失。但是,当C/N比高于35时,微生物必须经过多次生命循环,氧化掉过量的碳,直到达到一个合适的C/N比供其进行新陈代谢,保证二次发酵阶段的顺利进行,为后处理阶段产品的腐熟提供保障。

第四部分 项目影响 结论与建议

一、环境影响与分析 1、废气

评价项目大气污染物主要为污泥转运、装卸过程产生的氨气、硫化氢等气体,为无组织排放,好氧发酵过程中会产生少量氨气,拟通过吸气罩收集后通过15m高排气筒外排。经过预测可知,拟建项目对周围大气环境质量影响较小,不会降低环境空气质量等级,对环境保护目标的影响在可接受范围内。项目有组织废气可做到达标排放,厂界臭气度达标。项目排放大气污染物对周围敏感点及周围环境影响较小。项目需设置大气环境防护距离为500m。项目卫生防护距离内无居住点。

2、废水

评价项目废水主要为场内职工生活污水、地面、设备冲洗水和生物吸附池除臭废水等。

废水经过场区内污水处理系统处理达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准后外排至附近水域,对周围水环境影响较小。

3、噪声

评价项目环境噪声主要为各生产设备运行时产生的噪声。根据类比分析其源强声级在75~85dB(A)之间。评价建议采取隔声、消声等噪声防治措施,通过预测分析评价项目噪声对周围环境影响较小,满足相关排放标准限值要求。

4、固废

本项目固废主要为职工日常生活产生的生活垃圾。生活垃圾经厂内垃圾箱收集后由环卫部门集中清运至生活垃圾填埋场卫生填埋,不会对区域环境造成影响。

5、环境风险

拟建项目生产装置发生事故概率、储存罐区发生事故概率,其风险值均小于化工行业风险值8.33×10-5死亡/a。

项目火灾、爆炸危害主要局限于厂区,项目距离最近的村庄600m,事故情况下,不会造成居民伤亡。

项目储罐发生火灾、爆炸的事故概率较少,且事故时燃烧分解产物无有毒有害物质,对大气环境的影响较小。

因此,事故状态下项目沼气爆炸风险事故对周围的环境造成的影响属于可接受范围之内。

项目按规定设计了应急预案、应急措施。因此,只要严格遵守各项安全操作规程和制度,加强安全管理,本项目投产后,环境风险可以接受。

二、有机肥产品优点

1、有机质含量高。有机肥一般含有机质20%左右,这是区别有机肥和化肥的重要标志,也是土壤有机质的主要来源。

2、养分全面。生物有机肥中不仅含有植物必需的大量元素、微量元素,还含有生物活性小分子化合物,如维生素、植物生长调节剂等,当然也包括一些有益的生物菌。总之,凡是植物必需的功能元素,包括已知的和未知的,植物能够从土壤中吸收到的,生物有机肥料中都存在。

3、具改善土壤理化性状的良好作用。有机肥能调节和缓冲土壤的酸碱度,所以不管是酸性土还是碱性土施用效果都比较好。有机肥能增加土壤的阳离子代换量,提高土壤的保肥性,增加土壤有机质的含量,有利于土壤良好结构的形成,特别是水稳团粒结构的增加,从而可改善土壤的松紧度、通气性、保水性和热状况,有利于土壤的物理化学性状向好的方向转化。许多试验和实践都表明长期施用有机肥,一般土壤含水量能增加2%~4%,早春和晚春能提高地温2~3℃。

4、肥力柔和,肥效持久而稳定。有机肥的施用量多一些、少一些,一般不会危害作物的生长,允许变动的幅度较大。施用有机肥不仅当季作物增产,一般若干年后仍可见成效。

5、可维持和促进养分平衡。植物从土壤中摄取各种养分制造出大量的有机物,带走土壤中大量的养分元素,这些养分很大一部分可以通过施用有机肥的途径回归土壤。这是一条维持和促进土壤养分平衡的重要途径。

三、结论与建议 1、结论

堆肥是有机固体废弃物无害化和资源化的有效途径,堆肥过程中应该根据物料的基本性质,调节适合堆肥发酵的条件,使堆肥发酵过程快速高效进行。对堆肥的腐熟和稳定性方面的评判应该利用物理、化学、生物活性和植物毒性等手段,综合分析,形成有利于堆肥产品品质稳定的评价体系。另外,从现在有机食品和绿色食品的迅速发展,人们对食品安全性要求的进一步提高以及有机肥在农业中的不可替代的作用和优势来看,有机肥的应用和发展必将掀起一个新的高潮,采用堆肥的方式处理有机固体废弃物,无论作为一种环保手段还是作为一种资源化利用的途径,都将具有广阔的前景。

项目工艺可靠,资源能源利用效率较高,采取了一定的清洁生产措施,对废物尽量回收利用,符合清洁生产和循环经济要求。该项目符合国家产业政策,厂址选择及平面布置合理,项目经济效益、社会效益较好。该项目的产污量较小,只要切实落实设计和环评中提出各项污染防治措施,管理措施,可做到清洁生产,达标排放,外排污染物对环境影响不明显;且项目所采用的设备、工艺、自控系统均符合清洁生产的原则。在认真落实报告书中所提出的各项环境保护措施、风险防范措施及建议的前提下,并严格按照国家有关法律法规进行设计、建立完善

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