.环境工程综合设计院系名称：专业班级：学生姓名：学号：指导老师：教师职称：设计题目：污泥生产有机肥设计300t/d二零一二年九月目录1．概述 3 1.1我国城市污水污泥处理现状 3 1.1.1污泥处理与处置的目的 3 1.1.2国内外污泥处理技术与发展趋势 3 1.1.3我国污泥处理处置的现状 3 1.1.4我国污泥处理处置存在的问题 4 1.2污泥堆肥原理及过程控制参数 4 1.2.1工艺原理 41.2.2好氧堆肥的控制参数 4一、供氧量 4 二．含水率 5三、碳氮比 5四、碳磷比 5五、ＰＨ值 6六、粒度 6七、温度 61.2.2污水厂好氧堆肥工艺简介7 1.3前处理8 1.4原料发酵8 1.5后处理8 1.6污泥气主要成分与除臭机理分析9 1.6.1污泥气化学除臭机理9 1.6.2污泥气生物除臭机理10 1.6.3污泥气植物液除臭机理10 1.7贮存11 2．设计计算2.1堆肥厂设计规模11 2.2出厂有机肥所要达到的标准11 2.3堆肥工艺主要设备122.4流程各阶段情况说明与计算122.4.1污泥的产生、存放和输送12一、收集12二、存放13三、输送132.4.2添加料存放间14一、混料间14二、接种菌剂142.4.3发酵间设计15一、每天处理的堆料体积15二、每个发酵槽的容积15三、发酵仓设计16四、除臭设计16五、滤池设计17六、风量设计172.4.4筛分设计18 3．结束语181.概述随着我国城市化进程的加快，城市污水处理率逐年提高，城市污水处理厂的污泥产量也急剧增加。
如处置不当的污泥进入环境后，直接会给水体和大气带来二次污染，一个城市污水处理厂、污泥处理就不能够充分发挥它消除污染保护环境的作用，同时还将对生态环境和人类活动构成了严重威胁。
1.1我国城市污水污泥处理现状1.1.1污泥处理与处置的目的城市污水污泥既会造成污染，又可进行综合利用。
污泥中所含的有机物是有效的生物能源，污泥中的有机物分解产生的腐殖质可以改良土壤，避免板结，而污泥中丰富的氮、磷、钾等则是植物和农作物生长不可缺少的营养物。
干燥的污泥可产生16．65—20．93兆焦／t的热能。
是一种低热值的燃料．当今世界上，越来越多的人对“地球上的一切资源都足有限的”这一客观存在的事实有了越来越深刻的认识，因此，污水污泥的处理处置与污泥资源化的相结合，必将成为城市污水污泥唯一的最终出路。
1.1.2国内外污泥处理技术及其发展趋势目前国外广泛采用的污泥处置技术可以归纳为三大类：①土地处置，包括污泥农用和应用于森林或园艺；②单独或者与生活垃圾等共同填埋；③热处置。
由于可使用土地面积、处理成本、越来越严格的环境标准以及资源回收政策的普及等因素，越来越多的国家普遍认识到污泥的填埋处置不是一种可持续的发展方法，在不久的将来，对于土地匮乏的一些国家，可能仅有污泥焚烧灰是适宜于填埋的污泥形式。
1.1.3我国污泥处理处置的现状据估算，目前我国城市污水处理厂每年排放的污泥量(干重)大约为130万吨，而且年增长率大于10％，特别是在我国城市化水平较高的几个城市与地区，污泥出路问题已经十分突出。
如果城市污水全部得到处理，则将产生污泥量(干重)为840万吨，占我国总固体废弃物的3．2％。
系统的、科学的污泥处理处置标准是监控污泥处理处置、选取合理技术路线和采取有效技术政策的重要前提。
目前我国与污泥处理处置相关的标准仅有《农用污泥中污染物控制标准》、《城镇污水处理厂污染物排放标准》和《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025—93)三项。
对有机污染物、病原菌并没有准确、完整的指标，对重金属更是没有任何的限制。
因此，城市污水处理厂污泥排放无据可依，将对环境造成二次污染。
1.1.4我国污泥处理处置存在的问题关于污泥处理处置的技术路线，目前存在夸大其资源化和追求技术路线统一两大认识误区。
首先是对资源化的认识，目前污泥处理处置技术的发展程度，尚不能高效地实现能量回收和物质回用，以实现经济效益和节约能源的效果。
污泥的资源化必须总体考虑，不能分割整个处理处置过程而强调某一局部单元工艺的效果，从而得出污泥资源化的概念。
部分决策者误认为污泥就是资源，污泥的处理处置可以盈利，对污泥处理处置认识误区将影响到整个体系的有效运行。
其次因地制宜是重要的原则，我国地域辽阔，不同地区的自然环境、人文环境、产业结构和经济发展水平都不同，各地区应从自身特点出发，采取适宜的技术路线。
设计院为主导组织编制的污泥处理处置规划，主要内容为技术规划和技术方案，其系统性不够强，基本未涉及管理体制、责任划分、相关政策、公众参与等内容。
但事实上却恰恰相反，污泥问题的解决极需管理体制、市场机制、标准体系、技术政策等方面的系统性支撑。
1.2污泥堆肥原理及过程控制参数污泥堆肥工艺分为好氧发酵和厌氧发酵两种工艺过程。
厌氧发酵由于产生甲烷等代谢物会产生恶臭，同时设备投资高，运行管理复杂，要求严格，适合于大型污水厂液态污泥的处理，由于我国一般采用中温厌氧发酵处理，污泥温度在30--40℃，虽然达到减容目的，但仍不能直接还田。
对机械脱水后污泥，主要采用好氧发酵制肥，好氧发酵过程通过好氧性微生物的生物代谢作用，使污泥中有机物转化成富含植物营养物的腐殖质，反应的最终代谢物是CO2、H2O和热量，大量热量使物料维持持续高温，降低物料的含水率，有效地去除病原体、寄生虫卵和杂草种子，使污泥达到减量化、稳定化、无害化、资源化目的。
经比较，好氧发酵的设备投资及运行能耗均比厌氧发酵降低1/3，是节能高效的制肥工艺。
同时，由于其设备较少，运行管理简单，特别适合于中小型污水处理厂。
因此，本工程采用污泥好氧发酵工艺。
由于中国农村需要速效肥料，生物有机肥在广大农村尚不好推广，因而从堆肥产生的肥料，可以直接投放市场，也可以进一步深加工，制备有机无机复合肥。
1.2.1工艺原理好氧堆肥是在有氧条件下，好氧细菌对废物进行吸收、氧化、分解。
微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁忙殖，产生出更多的生物体的过程。
在有机物生化降解的同时，伴有热量产生，因堆肥工艺中该热能不会全部散发到环境中，就必然造成堆肥物料的温度升高，这样就会使一些不耐高温的微生物死亡，耐高温的细菌快速繁殖。
生态动力学表明，好氧分解中发挥主要作用的是菌体硕大、性能活泼的嗜热细菌群。
该菌群在大量氧分子存在下将有机物氧化分解，同时释放出大量的能量。
据此好氧堆肥过程应伴随着两次升温，将其分成三个阶段：起始阶段、高温阶段和熟化阶段。
起始阶段：不耐高温的细菌分解有机物中易降解的碳水化合物、脂肪等，同时放出热量使温度上升，温度可达15~40℃。
高温阶段：耐高温细菌迅速繁殖，在有氧条件下，大部分较难降解的蛋白质、纤维等继续被氧化分解，同时放出大量热能，使温度上升至60~70℃。
当有机物基本降解完，嗜热菌因缺乏养料而停止生长，产热随之停止。
堆肥的温度逐渐下降，当温度稳定在40℃，堆肥基本达到稳定，形成腐植质。
熟化阶段：冷却后的堆肥，一些新的微生物借助残余有机物（包括死后的细菌残体）而生长，将堆肥过程最终完成。
1.2.2好氧堆肥的控制参数机械化好氧堆肥过程的关键，就是如何选择和控制堆肥条件，促使微生物降解的过程能快速顺利进行，一般来说好氧堆肥要求控制的参数有：一、供氧量对于好氧堆肥而言，氧气是微生物赖以生存的物质条件，供氧不足会造成大量微生物死亡，使分解速度减慢；但供冷空气量过大又会使温度降低，尤其不利于耐高温菌的氧化分解过程，因此供氧量要适当，一般为0.1~0.2m3/m3.min，供氧方式是靠强制通风，因此保持物料间一定的空隙率很重要，物料颗粒太大使空隙率减小，颗粒太小其结构强度小，一旦受压会发生倾塌压缩而导致实际空隙减小。
因此颗粒大小要适当，可视物料组成性质而定。
二、含水率在堆肥工艺中，堆肥原料的含水率对发酵过程影响很大，水的作用一是溶解有机物，参与微生物的新陈代谢；二是可以调节堆肥温度，当温度过高时可通过水分的蒸发，带走一部分热量。
水分太低妨碍微生物的繁殖，使分解速度缓慢，甚至导致分解反应停止。
水分过高则会导致原料内部空隙被水充满，使空气量减少，造成向有机物供氧不足，形成厌氧状态。
同时因过多的水分发，而带走大部分热量，使堆肥过程达不到要求的高温阶段，抑制了高温菌的降解活性，最终影响堆肥的效果。
实践证明堆肥原料的水分在50~50％为宜。
三、碳氮比有机物被微生物分解的速度随碳氮比变化，微生物自身的碳氮比约为4~30，因此用作其营养的有机物的碳氮比最好也在该范围内，当碳氮比在10~25时，有机物被生物分解速度最大。
如果碳氮比过高，堆肥成品的比值也过高，即出现“氮饥饿”状态，施于土壤后，会夺取土壤中的氮，而影响作物生长。
堆肥过程适宜的碳氮比应为20~30。
四、碳磷比磷对微生物的生长也有很大影响，城市污水处理厂的污泥含有丰富的磷，可满足微生物生长的需要，堆肥原料适宜的碳磷比为75~150。
五、 PH值PH值是微生物生长的重要条件，在堆肥初期，由于酸性细菌的作用，PH值降到5.5~6.0，使堆肥物料呈酸性，而后由于以酸性物为养料细菌的生长和繁殖，会使PH值上升，堆肥过程结束后物料的PH值上升到8.5~9.0。
六、粒度堆肥化物料的颗粒度影响其密度、内部摩擦力和流动性。
最重要的是，做够小的粒度可以提高堆肥物料与微生物及空气的接触面积，加快生物化学反应速率。
因此在堆肥前，物料需要进行筛分和破碎处理，去除粗大垃圾和降低不可堆肥化物质含量，兵士堆肥物料粒度达到一定程度的均匀化。
对堆肥而言，理想的物料粒径是25～75mm，根据工艺和产品性能要求确定。
七、温度温度是影响微生物活动和堆肥化工艺过程的重要因素。
整个过程的最佳温度是55～60C。
有机物含量对堆肥温度有一定的影响。
据报道，有机物含量由20%上升到50%时，相应的初堆阶段（55C以下）可由原来的60h缩短至44h，而55C 以上的稳定时间可由56h延长到72h。
表1 污泥稳定化控制指标稳定化方法控制项目控制指标好氧堆肥含水率（％）<65有机物降解率（％）>50蠕虫死亡率（％）>95粪大肠菌群菌值>0.01 好氧消化有机物降解率（％）>40厌氧消化有机物降解率（％）>401.2.2污水厂好氧堆肥工艺简介其工艺流程图如下：能源调理剂↓污泥底料→前处理→主发酵→后发酵→后处理→脱臭→↑↑↑↑结构调理剂回流调理剂回流调理剂回流调理剂贮存→堆肥产品系统将污泥和水分调整材料（稻壳、木屑、熟肥返回料）在密团的装置中加压混轧，使污泥和水分调整材料均匀混合。
原料加入涡料加压混轧机后，加压混轧时间（机器内停留时间）约10分钟左右，在此期间产生磨擦热后，原料温度达到50℃左右，如此，使在45℃以下具有活性的低温菌、中温菌、以及恶臭菌活性化。