ZHITN好氧堆肥膜  牛粪堆肥处理方案

2021-12-06 13:52
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ZHITN好氧堆肥膜

牛粪堆肥处理方案


青岛志腾科技有限公司

2021/12


1、工程设计方案

1.1工艺介绍

1.1.1膜覆盖工艺概述

志腾科技的e-PTFE膜覆盖好氧堆肥技术是将一种特制功能性膜作为有机废弃物好氧发酵处理覆盖物的工艺技术。该工艺技术的核心是一种具有特制微孔的功能膜,其半渗透功能能够实现一个较恒定的气候环境,在鼓风的作用下,在发酵体内能够形成一个微高压内腔,使堆体供氧均匀充分,温度分布均匀,为好氧发酵构建了一个适宜的环境,水蒸气和二氧化碳能够借助功能膜的微孔结构扩散出去,维持了发酵堆体膜内外的气流平衡,保证好氧发酵进行得更加充分彻底,致病性微生物得到有效杀灭,以确保发酵物的卫生化水平。

-1   膜覆盖高温好氧发酵系统



1.1.2   膜覆盖工艺特点

1)臭气影响小

本工艺采用多项措施从臭气的产生源、散发途径、治理设施等环节进行控制,有效减小臭气的影响。

本工艺中的功能膜是一种具有特制微孔的功能膜,其半渗透功能,能够实现一个较恒定的气候环境,能使水蒸气和二氧化碳从发酵体中扩散出去,阻断硫化氢、氨气等有害气体的通过。


2)有机物质得到有效降解

由于功能膜覆盖形成一个高湿度(最高相对湿度达 100%)、高温(最高温度可达 95℃)及供氧均匀充分的发酵内环境,堆体中的嗜氧微生物能够在适宜环境下进行大量繁殖并进行充分的分解活动,从而使猪粪中的有机物质得到更充分的降解。

3)系统的高效低能耗运行

传统好氧发酵工艺的能量主要消耗于发酵过程中的通风供氧方面,这与堆料层阻力、氧的利用率和风机的选择有关。由于本工艺破碎的有机垃圾颗粒小,比表面积大,氧利用效率高,膜内形成超低压,使得堆料层阻力降均匀,布气均匀。

风机风量的选择:根据《城市生活垃圾好氧静态发酵处理技术规程》中风量宜为 0.05-0.2m3/m3.min

风机风压的选择:根据《城市生活垃圾好氧静态发酵处理技术规程》中规定:自然通风时,堆层高度宜在1.2~1.5m,并应采用必要的强化措施机械通风时,应对耗氧速率进行跟踪测试,及时调整通风量,标准状态的风量宜为每立方米垃圾0.05~0.20m3/min;风压可按堆层每升高1m增加1000~1500Pa选取,通风次数和时间应保证发酵在最适宜条件下进行。本工艺发酵仓堆料高度为1.8米,较自然通风标准高度1.2-1.5米高出1米左右,因此风压增加1000~1500Pa,风机风压选择1500pa即可满足发酵需求。

因此采用低压风机即可实现充分供氧的目标,从而可大大降低系统的运行能耗。

膜盖式堆肥工艺是反应器工艺和槽式工艺的改进,成功的将堆肥设备、堆肥工艺、堆肥经验完美的整合起来,兼顾静态与动态堆肥的优点,基本消除了传统条堆和槽式工艺环境差、工艺控制难的问题,具有了仓式工艺容易控制的特点,同时保留了传统条堆布置简单等优点。相对于动态堆肥,膜覆盖式运行能耗较低,工艺臭气被控制在每个条堆或发酵槽内,对车间影响小,二次污染较容易控制,且投资及运行费用均较低。

1.2膜覆盖系统介绍

1.2.1 系统工作过程

ZHITN®膜覆盖堆肥技术介于开放式堆肥和封闭式堆肥之间,结合了两种堆肥方式的优势。它的简单与灵活类似于开放式堆肥,但是,膜盖层为分解提供了与封闭式设备相同的控制条件。整个概念的核心是高分子渗透膜覆盖层,层上的小孔不允许大分子(如,有气味物质或生物气溶胶)通过。水汽、二氧化碳则可以通过此覆盖膜。有气味的物质(如:氨气等)溶于膜内面水气并凝聚坠落堆体后再次被有机物分解。这种堆肥系统的一系列技术细节有助于有效减少臭气排放和氨的流失有助于提高有机肥氨含量,提高有机肥品质。

本系统可以通过铲车或专用布料机把混合后的牛粪堆置成最高 2米,最宽 8米,最长 30米的堆体,其中铺设4条氧气通风管道。在堆体表面覆盖特制渗透覆膜并固定,使用多点温度传感器实时监控堆体中的温度和氧气变化并由此调节风机送风量。同时膜覆盖提供了相对密闭空间,膜、传感器、控制系统与风机配合与调节对堆体温度、湿度控制起到很好的调节作用。堆体核心温度超过 70℃,良好的温度与湿度控制为微生物的生长提供了适宜的环境,使得有机物分解与腐熟得以充分进行。根据不同气候条件和自然环境,根据地区不同我们推荐采用 4-6 周堆肥周期,期间根据堆体发酵状态过程中可以进行一次翻堆。

1.2.2   工艺流程简介

     牛粪与收集粉碎后的农作物秸秆或园林垃圾(后期可以将发酵好的有机肥作为辅料进行回用)通过原料预混机混合后,用铲车堆置成高约2米的堆体,堆肥槽内通过 4条通风管道进行通风供氧,在堆体表面覆盖特制 ZHITN®膜并固定,使用温度传感器实时监控堆体中的温度变化。在充分供氧及适宜水分条件下,经过 4周完成发酵,经过 2 周二陈化。发酵陈化结束后,对物料进行筛分,筛下物进入成品车间;筛上物返回混料车间。

     牛粪经过 4周的生物降解、转化、稳定后,形成粗制有机肥。发酵过程中产生的少量渗滤液,经由通风管道收集后倒入渗滤液井中该量较少,无需特殊处理,即可自然风干

具体工艺流程参见下图:


1.2.3 工艺设备介绍

1ZHITN® 膜


本工艺所用 ZHITN®膜是一种聚四氟乙烯膜,用于将堆体覆盖进行堆肥,其作用如下:

  ZHITN®膜覆盖系统优于钢结构或混凝土建成的普通堆肥系统;

  空气湿度控制管理:

ZHITN®膜覆盖系统可以防止堆体潮湿,同时确保需要保留的水分不会流失,使物质分解顺利进行,特别是在干旱地区这点是非常重要的;

  不受任何气候的影响:ZHITN®膜覆盖系统的保湿效果和压力随该系统可确保温度均匀分布,不受任何外界气候和温度的影响;

  防紫外线表面、聚四氟乙烯膜覆盖;

  防止气味、灰尘、细菌的外泄:

ZHITN®膜特有的分子过滤微孔结构意味着它几乎不可能让细菌和气味通过病菌测试表明可减少约99%,这将保证项目周边地区居民和项目运维工人的健康和安全;

使用寿命长,5-8 年

2通风系统                         


通风系统包括风机和风管,用于保证堆体内部的氧气,每条设槽4条通风道通风道兼具有接收渗滤液的功能。

3智控系统

控制整个系统的运行。采用S-Stront智能控制系统,自动采集数据,依据预先设定的数据和指标要求,来控制整个系统的运行,其中包括控制柜、温控系统、温度传感器等。


1.3技术方案

1.3.1 物料配比

1.3.1.1 填充物料的选择

牛粪特性是含水率高80%左右),为了调整湿牛粪的水分和碳氮比,也为使生物发酵物料具有一定的疏松度,保证鼓风曝气能够进入生物发酵物料的内部,必须添加一些填充物料,如农作物秸秆、稻壳花生壳、锯末、园林废弃物等。或者直接进行固液分离使含水率低于65%即可。

1)调节生物发酵物料的含水率

     生物发酵原料的含水率对生物发酵影响很大,水的作用一是溶解有机物,参与微生物的新陈代谢,水分为微生生长所必需;二是调节生物发酵温度,当温度过高时可通过水分的蒸发,带走一部分热量。在生物发酵过程中,按质量计,55-60%含水率最有利于微生物分解。水分超过 70%,温度难以上升,分解速度明显降低,因为水分过高原料内部空隙被水充满,空气量减小,造成有机物供氧不足,形成厌氧状态,抑制了高温菌的降解活性,最终影响生物发酵效果。水分低于40%不能满足微生物生长需要,妨碍微生物的繁殖,有机物也难以分解,分解速度缓慢,甚至分解反应停止。因此需要添加原本干燥含水率低的调理剂来降低猪粪含水率。

2)调节生物发酵物料的疏松度

     好氧粪污生物发酵工艺的关键是向生物发酵物料提供足够的氧气,因此在通风的过程中,物料的疏松度也是一个很重要的参数。足够的疏松度能够保证鼓风曝气时,氧气顺利的在生物发酵物料中均匀的扩散,获得有效的氧传质效果,从而保证好氧微生物的生长繁殖及生化反应活动。调理剂材料应具有松散、孔隙率大、容易透气等特性,如农作物秸秆、花生壳、粉碎后的园林废弃物、谷壳等等,都是良好的蓬松材料。

3)调节生物发酵物料的碳氮比。

     堆肥物料的理想碳氮比(C/N)为25~30 : 1。碳氮比过高,易造成生物发酵产品的碳氮比值高,出现“氮饥饿”,施于土壤后,会夺取土壤中的氮素,影响作物生长。碳氮比过低,生物发酵过程会产生大量的氨气,造成氮损失,同时造成生物发酵过程中臭味严重,加重除臭系统的负荷。鸡粪中的碳氮比相对较低,因此在选择膨松剂时,应优先选用碳氮比较高的木质材料,其次是农作物秸秆,有利于调节生物发酵物料的碳氮比。

   

1.3.2发酵区域设计

发酵车间设计:每天牛粪100吨,含水率80%,需要添加辅料进行水分调配,水分低于65%即可正常进行好氧发酵,100立方牛粪需要添加30吨辅料,调配后总重量为130吨,体积约175立方米。发酵周期按照25天计算该项目需要设置14套300m³的发酵堆体进行好氧发酵。通过25天的发酵后含水率降至45%以下,再进行15-30天的自然陈化即可达到有机标准。再进行筛分粉碎灌装即可。

每个堆体的尺寸为:8m*25m

仓库设计:①辅料车间:辅料每天需要30吨,每月需要900吨,体积约2700两米,堆积高度3米,占地面积900平,设置1000平方辅料仓库;

②陈化车间(带仓储功能):陈化一个月,需要车间2000平方。

③混拌车间:200平方

上述总计设计4000平方车间

项目整体占地面积约:8500平方米


设备配置表

序号

名称

型号

参数

数量

总功率

备注

1

行走式翻抛机



1


用途:粪便发酵前的混拌

2

膜覆盖发酵膜系统

ZHITN-300

1、容积:300立方米

14套

140KW

用途:发酵鸡粪

3

半湿物料粉碎机

BSFS80

1、外型尺寸1518x1550x17500;产能:≥6-8m3/h;转速:1233r/min适宜发酵后物料:含水率50%;

2、平行按装:粉碎机材料;

3、主机材质:10#碳钢钢,卷焊;锤片、链条材质:高温渗碳钢,机架:100#槽钢,产地:鞍钢;

4、粉碎主机动力:4极30kw,电压380V,三相电机,产地:山东聊城霞光电机;

5、传动形式:偏置B型4条三角带传送;

6、涂装除锈、喷涂防锈底漆外涂醇酸调合油漆

1

30kw

1、用途:发酵后物料粉碎制粉;

2、说明:设备由中央电控系统控制;

3、粉碎形式:立式锤片粉碎;针对高湿物料增加4-8个拨齿;

4、机组结构:内置锤片为40洛材质锻打而成内部十组连接盘为四星型转子盘连接出料口装配防尘装置

4

粉末包装机

SJBZ-50

1、技术参数:仓位:单仓、单口称量范围40-50KG分度值10g称量精度0.2%F、S称量速度200—包/时启动ON   OFF继电器开关启动

2、机用材与物料接触部分为不锈钢采用基恩士传感器精确计量;称量范围40-50KG分度值10g精确分析快、中、慢三档下料;称量精度0.2%F、S,根据物料200/时

3、安装形式:部件组装;

4、动力合计6kw

5、其余配装皮带罩安装组合连接件缝包机头采用河北友田牌机头;

6、涂装除锈、喷涂防锈底漆外涂醇酸调合油漆

1台

6 kw

1、用途:有肥、复混肥成品颗粒计量包装

2、说明:双仓、双口包装机,产量提高一倍;此系统独立电源 包括独立控制系统;

膜覆盖发酵系统设备配置详细表

序号

名称

数量

单位

主要参数

备注

1

ZHITN发酵膜

14

膜尺寸10m*28m280m2


2

温风曝气风机

14

变频5.5kw/h+4.5KW(辅热器,冬天使用),工艺配套


3

通风管道

14

工艺配套


4

温度传感器

14

有线传输


5

控制系统

2

PLC智能控制,存储量100天,工艺配套

一拖7,实现集中监控

6

压边组件

14

固定绳


7

电缆

14

工艺配套


8

预埋件

14

工艺配套


1)每座发酵仓每批次处理混合后的物料体积约为300m34天完成一个堆体建设,需要一次建堆完成。

2)采用装载机将混合料堆放到发酵槽内,起堆高度最高为1.8-2.0米为宜,堆体外观形成圆弧形状

3)物料堆放过程尽量避免人为踩踏,保证物料的疏松。

1.4控制系统

控制系统采取PLC集中控制和现场控制相结合的方式对生产线进行控制。设置控制柜、带有模拟屏的操纵台,通过模拟屏可对设备实现启停操作,对于调质混合机等设备配备有现场控制柜,便于现场操作。

1.5.工艺运行说明

鸡粪在车间进行暂存堆放;搅拌混合系统主要作用是猪粪与掺合料进行混合,调节混合料的 C/N 和水分,使物料达到适宜的含水率,并保证混合料具有松散的结构,达到发酵所需要求。混合后的物料通过铲车输送进入发酵区,最后通过铲车建堆,进行好氧发酵。