預(yù)處理工藝不單單處理各種原材料,還要調(diào)節(jié)水分、有機物,改善通氣性,使原材料具備符合發(fā)酵的條件。實踐中常根據(jù)各種原料的不同性質(zhì),調(diào)整原料配比,使混合物料的水分和碳氮比等重要參數(shù)符合堆肥要求,并在各種原料充分混勻的同時添加高微生物菌種以促進發(fā)酵過程快速進行。
一、有機堆肥原料預(yù)處理工藝流程
進行原料預(yù)處理時,先通過篩分機篩分出原料中的石塊等不可降解物,然后將糞污、酒槽、果渣等有機廢棄物分別加入到混料機的各個料斗中。同時將微生物菌劑儲存在菌液罐中用小型計量泵加入。
堆肥化生產(chǎn)中,發(fā)酵設(shè)備的投入條件,應(yīng)由是否能生產(chǎn)出良好的堆肥化產(chǎn)品來決定。
為了使原材料的水分和有機物含量符合投入發(fā)酵設(shè)備應(yīng)具備的條件,預(yù)處理工藝有添加工藝(輔料的添加)、返送工藝(二次發(fā)酵堆肥返送混合)、干燥工藝(利用外部能量進行干燥)、返送工藝+添加工藝、返送工藝+添加工藝+干燥工藝和返送工藝+干燥工藝等多種方式。根據(jù)原材料的水分、有機物含量、堆肥產(chǎn)品的生產(chǎn)需求量、輔料的獲得難易程度、選址條件,可以單使用上述工藝,或進行組合使用。用含石灰的脫水輔助劑進行脫水的污泥,需要調(diào)節(jié)其pH值,所以應(yīng)采用返送工藝和添加工藝。預(yù)處理工藝應(yīng)根據(jù)原材料的條件選擇,單采用種或同時采用多種預(yù)處理工藝,可達到較好的預(yù)處理果。
二、有機堆肥原料系統(tǒng)構(gòu)成
由于用作堆肥的原料種類繁多,不同原料水分含量各異,即使同原料因季節(jié)、年份或收集方式的不同也存在較大差異,因此需設(shè)置原料儲存及預(yù)處理系統(tǒng)。般情況下,為了提高土地利用率,將原料儲存和預(yù)處理置于同建筑物內(nèi)。
儲存過程中,通過物料水分的自然揮發(fā),可有降低物料水分,有利于后續(xù)工藝段原材料的處理和搭配(配方)、降低生產(chǎn)成本、提高發(fā)酵率。通??刹捎藐柟馀镞M行該類物料的儲存,通過光照提高棚溫,促進水分的快速揮發(fā)。
原料儲存及預(yù)處理系統(tǒng)常用設(shè)備如下。
1、輸送設(shè)備接受原材料、輔料和堆肥返料,并暫時保存,穩(wěn)定供給發(fā)酵原材料的設(shè)備。
2、混合設(shè)備為了使原材料符合好氧發(fā)酵的條件,在確定原材料、輔料和堆肥返料的數(shù)量之后,應(yīng)在混合設(shè)備中混合這些原材料。
3、脫水設(shè)備畜禽養(yǎng)殖場根據(jù)畜種、飼養(yǎng)方式、有無輸出墊料和畜禽糞便的輸出方式,會排放出性質(zhì)各異的糞便,且通常含水量很高(87%~95%),不能直接輸入設(shè)施中,要進行預(yù)處理,即設(shè)置脫水設(shè)備,實行固液分離后,把固態(tài)糞便輸入發(fā)酵設(shè)施進行處理。
4、干燥設(shè)備畜禽糞便、廚余垃圾、污泥等含水量高的原材料進行堆肥化時,在很難獲得輔料,或為了使堆肥返料的水分低于所規(guī)定的值時,需要配備干燥設(shè)備。另方面,若過量使用輔料和堆肥返料,就會使得投入發(fā)酵時的物料有機物含量減少,不能順利進行好氧發(fā)酵,此時就應(yīng)減少添加物,利用干燥設(shè)備將原材料干燥。
5、粉碎、分揀設(shè)備堆肥原料預(yù)處理常用的粉碎設(shè)備有鏈式粉碎機和錘式粉碎機,鏈式粉碎機適合于纖維含量低、硬度偏小、半濕物料的粉碎,應(yīng)用較多;錘式粉碎機適合纖維含量高、硬度較大的干物料的粉碎;高速粉碎機般很少使用,僅在對些殊物料進行處理時才使用。
作為廢棄物使用的稻秸可被粉碎機粉碎成2cm大小,但要防止被粉碎的稻秸卷入發(fā)酵設(shè)備中。分類回收的廚余垃圾中,由于混入了塊狀物,因此有必要用粉碎機粉碎。此外,塑料袋收集的廚余垃圾進行堆肥化時,應(yīng)事先除去垃圾袋,可用粉碎機+篩分機或者粉碎分揀機除去。分類回收的廚余垃圾中混入若干瓶蓋、干電池等異物,也應(yīng)先除去這些異物。通常做法是在預(yù)處理階段把這些異物除去,并在產(chǎn)品化階段將剩余的異物除去。經(jīng)壓濾機脫水的塊狀污泥進行堆肥化時,應(yīng)在預(yù)處理階段安裝粉碎設(shè)備。為了增強稻殼的吸濕性、均勻度和表觀比重,應(yīng)用稻殼粉碎機進行粉碎。剪枝也不能按原樣進行處理,也應(yīng)用粉碎機粉碎成1cm大小,作為輔料使用。粉碎成3cm的剪枝等作為堆肥返料也可以循環(huán)使用。
三、有機堆肥原料系統(tǒng)規(guī)模
1、原料儲存系統(tǒng)規(guī)模
原料儲存系統(tǒng)的面積可通過下式計算:
每天的發(fā)酵產(chǎn)量

濕原料儲存面積

干原料儲存面積

式中,W為每天發(fā)酵產(chǎn)量;W
0為有機肥設(shè)計規(guī)模;W
m為有機無機復(fù)混肥設(shè)計規(guī)模;R為有機發(fā)酵料在有機-無機復(fù)混肥中所占比例;T為年生產(chǎn)天數(shù);S為濕原料儲存面積;S
2為干原料儲存面積;R
1為濕原料在發(fā)酵料中所占比例;R
2為干原料在發(fā)酵料中所占比例;T為濕原料周轉(zhuǎn)天數(shù);T
2為干原料周轉(zhuǎn)天數(shù);H為濕原料儲存高度;H
2為干原料儲存高度;V為濕原料含水率;D
1為濕原料相對密度;D
2為干原料相對密度;K
1為濕原料儲存系數(shù)(原料堆放面積占庫房面積的比值);K
2為干原料儲存系數(shù)。
設(shè)計過程中,應(yīng)先進行原料調(diào)查,主要內(nèi)容為確定原料的基本性質(zhì)和供求關(guān)系。原料的基本性質(zhì),諸如水分含量、碳氮磷含量、堆積密度、堆積性狀等是確定原料堆積高度的重要參數(shù),原料供求關(guān)系則決定了原料儲存周期。
根據(jù)以往工程項目設(shè)計經(jīng)驗,原料的堆積高度為1~2m,含水率越高堆積高度越低;畜禽糞便原料的相對密度為0.6~1.0,根據(jù)其含水率不同而有較大變化,宜根據(jù)實測數(shù)據(jù)進行設(shè)計;污泥類原料的密度影響因素較多,主要取決于污水水質(zhì)、污水處理工藝及污泥脫水工藝,般生化法剩余污泥采用帶式機脫水后,含水率正常維持在80%~85%,含水率為80%的污泥的相對密度約為1.24;秸稈類原料的密度取決于粉碎粒度和秸稈種類。混合后原料的體積根據(jù)實測取值,般添加秸稈類蓬松物料后,混合物料的體積比原有體積直接加和減少10%~20%。
2、原料預(yù)處理系統(tǒng)規(guī)模
原料預(yù)處理系統(tǒng)的大小主要受產(chǎn)量規(guī)模和系統(tǒng)內(nèi)連接方式限制,當然原料類型對其也有定影響。產(chǎn)量規(guī)模決定設(shè)備的大小和數(shù)量;系統(tǒng)內(nèi)連接方式?jīng)Q定設(shè)備的間距,般采用傳送帶輸送時,設(shè)備間距大,而采取斗式提升傳輸時,設(shè)備間距小,也有采用人工手推車輸送的,設(shè)備間距就可自主調(diào)整;原料類型有時也影響設(shè)備類型的選擇,如原料種類多,類型復(fù)雜,需要多種粉碎設(shè)備同時使用時,對系統(tǒng)規(guī)模也會產(chǎn)生影響。但由于原料預(yù)處理在整個堆肥系統(tǒng)構(gòu)成中規(guī)模不大,所以不同產(chǎn)量、不同系統(tǒng)內(nèi)連接方式以及不同原材料的系統(tǒng)規(guī)模差異也不是太大,通常為50~200㎡。