40万人口城市生活垃圾的堆肥处置设计

——广州市生活垃圾堆肥处置

广州是广东省的省会,是中国南方最大的海边城市，广州位于东经113。17`，北纬23。8`，地处中国大陆南部，广东省南部，珠江三角洲北缘。广州临南海，临近香港专门行政区，是中国通往世界的南大门，广州属丘陵地带。中国的第三大河----珠江从广州市中心穿流而过。濒临南中国海，珠江入海口，地理位置优越。广州市全市面积7434.4平方千米，市区面积达3843.43平方千米，人口为1018.2万。广州市属亚热带季风气候，年平均温度为22℃，最热月（七月）平均气温28.5℃，最冷月（一月）平均气温13.3℃。年平均降雨量为1982.7㎜，平均相对湿度为68％，全年4至6月为雨季，8至9月天气酷热，多台风，10至12月气温适中。(百度百科——广东概况)

一、 概述

由于广州市开放程度较内陆相较，开放程度较高，经济比较发达，因此其生活垃圾的组成较复杂，但整体而言，仍是有机物成份多，无机物成份少。要紧有食物垃圾、纸张、塑料、橡胶、织物、生物、灰土砖石、玻璃、金属、废木材、其他。（张衍国，吕俊复 国内外城市垃圾能源化燃烧技术进展现状及前景。综合利用，1998，（7）：38-41）

城市生活垃圾的性质要紧包括物理、化学、生物化学及感官性能。

（一）物理性质

垃圾的物理性质雨垃圾的组成紧密相关。组成不同，物理性质也不同。就广州市城市生活垃圾而言，要紧从垃圾组成、含水率和容重三个方面来讨论。

1、 垃圾含水率

单位质量垃圾的含水量，其值随垃圾成份、季节、气候等条件转变，转变幅度一样为11％～53％。表1-1所示为广州生活垃圾中要紧成份的含水率的大体数值。

表1-1城市生活垃圾含水率

成分 范围 50～80 4～10 1～4 1～4 6～15 含水率％ 典型值 70 6 2 2 10 成分 范围 2～12 1～4 2～4 含水率 典型值 8 2 2 20 30 食品废品 纸张 塑料 橡胶 织物 灰土砖石 玻璃 金属 废木料 混合垃圾 10～40 15～40 2、 垃圾容重

在自然对方状态下单位体积垃圾的质量。垃圾容重随成份和压实程度不同而有所不同。表1-2所示为城市垃圾单一成份与混合物的容中数据。

表1-2城市垃圾容重

成分 范围 120～480 30～130 30～130 90～200 30～100 3、 孔隙率 孔隙率是垃圾中物料之间孔隙的容积占垃圾堆容积的比例。被普遍用于堆

肥供氧通风及燃烧炉内垃圾强制通风的阻力计算和通风机参数的选取。容重小的垃圾，

容重/(kg/m³) 典型值 290 85 65 130 65 成分 容重/(kg/m³) 范围 360～960 160～480 典型值 480 195 食品废品 纸张 塑料 橡胶 织物 灰土砖石 玻璃 金属 废木料 混合垃圾 120～1200 320 210～320 90～180 240 130 其孔隙率一样比较大，孔隙率越大，物料之间的间隙越大，物料的通风断面积也越大，空气的流动阻力相应就越小。

4、 内摩擦力

混合垃圾中，由于不同形状物料之间的嵌合，不同大小物料间的填充、大量物料的缠绕和连累和垃圾降解液和其他液态物质的黏合等综合作用，使混合垃圾物料之间和垃圾与外接触表面存在着较大的摩擦力。利用垃圾的摩擦力来增大皮带的最大输送倾角，以减少设备之间的距离，节约场地。

（二）化学性质 一、挥发分

挥发分的要紧成份是由气态碳氢化合物、氢、一氧化碳、硫化氢等组成的可燃混合气体。它近似反映垃圾中有机物含量多少的参数。 二、灰分

灰分是指垃圾中既不能燃烧也不挥发的物质，反映的是垃圾中无机物的含量。 3、元素组成

城市生活垃圾中化学元素组成是很重要的特点参数，用于垃圾堆肥化处置中生化需氧量的估算。本次课程设计的有机物的要紧成份是C36H51NO28,其含量为48％。 4、发烧值

单位质量的垃圾完全燃烧时所放出的热量，分析垃圾所具有的热值。 （三）生物特性 一、有害性

城市生活垃圾本身含有机生物体很复杂，其中很多生物性污染物。城市生活垃圾中腐化的有机物含有各类有害的病原微生物，还含有植物虫害，草籽、昆虫和昆虫卵，造成生物污染。能够在人体中引发疾病。

粪便对人体的最危险地污染确实是生物性污染，未经处置的粪便污染可进入水体，造成水体的生物性污染，有可能引发传染病的暴发流行并能传播多种疾病。 二、可生化性

城市生活垃圾中含有大量的有机物，它能提供生物体碳源和能源，是进行生物处置的基础。

（四）堆肥工艺的比较

城市垃圾处置应以无害化、减量化和资源化为目标，要紧有卫生填埋、生化堆肥、垃圾燃烧、资源化利用四大技术对城市垃圾进行处置[5]。[5]黄瑢,周晓丽. 城市垃圾治理

方法新探[J]. 郑州市环境爱惜监测中心站,河南郑州 450007,2020,(8）:59~60

国外大学研究最多、应用最广的是桶式堆肥系统。它是一个快速、无臭味的高温堆肥系统，由堆肥器和生物滤膜组成。美国自1998 年起采纳反映器式堆肥系统，共有7 个桶式反映器在运行，该法的具体操作为：厨余、粪便和庭园废物从桶式反映器上面的大舱口进入，盖子连有一个不锈钢制的螺旋桨叶，在电动机带动下，10～15min 内[10]，可破碎和搅拌1t 或更多的物料。在发酵期间，每周至少要搅拌2 次。容器、门和盖儿都是以聚氨醋塑料为材料的双层结构。反映器里需要先装约2/3 木屑和树叶等调理剂后，再加入厨余，并要周期性地添加木屑、碎纸或刨花等干物料以保证理想的孔隙度和含水率。一个桶式反映器可处置40～90 kg 的厨房垃圾，减量化程度大于70%[11]。6～8 周完成一次发酵后堆肥可直接用作土壤的覆盖料，进一步稳固还需3～6 周。温度是堆肥进程和气味操纵的关键因素。容器和温度与反馈操纵系统相连。由抽风实现供氧，尾气从顶部通过物料，通过生物滤膜气体净化系统以排除臭味，最后从通气板排出。渗滤液同时也由通气板搜集排出。该法要紧优势为反映器堆肥系统占地小，操作简单[12]；进料和搅拌所需时刻较少且搅拌均匀，处置速度专门快，效率高；容器封锁，适用于严寒地域；清洁卫生且无气味。缺点是需要较多的保护，仍然要进行后发酵。

我国城市垃圾堆肥处置技术还存在一些问题，要紧表此刻以下几方面：第一，堆肥原料的分类搜集与分选问题，由于我国尚未实施城市垃圾的分类搜集，垃圾中杂质含量较高，除玻璃、金属、纸张等外，还包括多种有毒有害化学物质，直接阻碍堆肥产品质量[7]；第二，堆肥处置设备技术水平低，专门是机械化操作方面存在技术问题较多，难以保证堆肥设施的长期、持续、稳固运行，从而阻碍堆肥效率；第三，堆肥产品受市场制约较大，产品的经济效劳半径较小，销售存在困难。质量较差的粗堆肥

产品一样只能就近销售；利用粗堆肥产品制造的复混肥，其销售也面临化肥和复合肥的竞争，提高垃圾堆肥的肥效成为垃圾堆肥研究的重点之一，另外一个重要缘故是缺少政府的政策支持。

[7]马洪儒,林聪,张运真. 城市垃圾处置技术应用探讨[J]. 中国沼气,2006,24(3) :36~39 [8]薛朝红,薛岚. 城市垃圾的处置计谋[J]. 中国卫生工程学,2005,4(2) :103~104 [9]陈智清. 城市生活垃圾处置邹议[J]. 中国科技信息,2007,(10):32~33 [10]高育红. 国外城市垃圾处置的新方式[J]. 科学技术社会,2020,26(317):34 [11]朱新立. 国外垃圾处置技术的新进展[J]. 资源节约与综合利用,1998,(1):41~43 [12]谷岩. 浅议城市生活垃圾循环处置[J] . 城市环境问题及计谋

二、 工程基础资料

1、 气象资料：

广州地处低纬, 属南亚热带季风气候区。地表同意太阳辐射量较多，同时受季风的阻碍,夏日海洋暖气流形成高温、高湿、多雨的气候；冬季北方大陆冷风形成低温、干燥、少雨的气候。年平均温度为22℃，最热月（七月）平均气温28.5℃，最冷月（一月）平均气温13.3℃。年平均降雨量为1982.7㎜，平均相对湿度为68％，全年4至6月为雨季，8至9月天气酷热，多台风，10至12月气温适中。