[科普中国]-堆肥设备

分类按照通风方式分类

目前世界上采用的堆肥方法主要是高温好氧堆肥，它基本上可分三种类型：静态强制通风法堆肥、间歇翻堆强制通风法、连续动态强制通风法。各种方法的目的都以使垃圾达到无害化为指标，经充分腐熟，作肥料使用。各种方法的选择由垃圾的组成和地方的投资能力而决定。

1 静态强制通风的发酵装置

静态强制通风法堆肥要求在密闭的发酵池内进行。池形有方形、圆形、矩形、倒锥形等。发酵池池形的选择由进出料的方式所决定。高度一般为3～4 m。发酵池的密封有利于发酵条件的控制和无害化指标的实现。发酵池底设有通风、排水管道，两者可共用。池顶设有排风口，将废气排出并除臭。通风亦可由底部抽风，造成池力负压来实现。这种方法有利于对臭气的控制。风机一般选用离心式风机，风压53.32～66.65 kPa，每立方米堆层风量为0.1～0.2 m3(标准)/S。静态强制性的通风发酵由于是好氧发酵，其发酵周期比厌氧发酵短。但是，由于垃圾一直处于静止状态，导致物料的不均性及微生物生长的不均匀。因此，完成堆肥仍然需要较长的发酵周期，尤其对有机质含量高于50%的垃圾，静态强制通气较困难，易造成厌氧状态，发酵周期延长，这是它的局限性。

2 间歇翻堆强制通风发酵装置

间歇翻堆强制通风法堆肥就是对高有机质含量的垃圾在利用堆肥法处理过程中，在强制通风的同时用翻堆机械将垃圾间歇翻堆，一方面防止堆肥物料结块以保持物料疏松而有利通风，另一方面促使堆肥物料的均匀混合，从而加快发酵过程，缩短发酵周期。翻堆机械装置有应用于露天条堆的轮胎式翻堆机和履带式链耙机，用于槽形发酵池的轨道形转子式翻堆机的板式输送翻堆机，用于圆形多层发酵塔形的翻堆桨和圆柱刮板旋转桨，也用于圆柱形密闭发酵池的桥架立式螺旋搅拌钻等。

3 连续动态强制通风发酵装置

连续动态强制通风形发酵装置是目前高速堆肥系统中用得最多的一种装置，发酵采用达诺式发酵滚筒。该装置适合于以纸张为主(占35%～40%)，碳氮比高达70的垃圾，通过加入污泥、粪便进行混合发酵。一般情况下，筒体以3 r/min的转速不断翻滚，并通入空气由另一端抽出气体，然后除臭。达诺发酵滚筒的直径3～5m，长为20～70m，功率为55～100kW。达诺发酵滚筒能在28～48 h内完成第一次发酵，并由一端连续进料，另一端连续出料。

按照发酵装置的类型分类按照发酵装置的类型有立式堆肥发酵塔、卧式堆肥发酵滚筒、筒仓式堆肥发酵仓和箱式堆肥发酵池等。

1 立式堆肥发酵塔

立式堆肥发酵塔通常由5～8层组成。堆肥物料由塔顶进入塔内，在塔内堆肥通过不同形式的机械运动，由塔顶一层层地向塔底移动。一般经过5～8天的好氧发酵，堆肥物即由塔顶移动至塔底而完成一次发酵。立式堆肥发酵塔通常为密闭结构，塔内温度分布为从上层至下层逐渐升高，即最下层温度最高。为了保证各层内微生物的各自活性以进行高速堆肥，分别维持塔内各层处于微生物活动的最适温度和最适通气量，塔式装置的供氧通常以风机强制通风，通过安装在塔身一侧不同高度的通风口将空气定量地通人塔内以满足微生物对氧的需求。

立式堆肥发酵塔的种类通常包括：立式多段圆筒式、立式多段降落门式、立式多段桨叶刮板式、立式多段移动床式等。

2 卧式堆肥发酵滚筒

卧式堆肥发酵滚筒又称达诺(Danot)式。主体设备是一个长20～35 m，直径为2～3.5 m的卧式滚筒。在该发酵装置中废物靠与筒体内表面的摩擦沿旋转方向提升，同时借助自重落下。通过如此反复升落，废物被均匀地翻到并且与供入的空气接触，并借微生物的作用进行发酵。此外，由于筒体斜置，当沿旋转方向提升的废物靠自重下落时，逐渐向筒体出口一端移动，这样，回转窑可自动稳定地供应、传送和排出堆肥物。该装置的处理条件概括如下：通风空气温度原则上为常温，对24 h连续操作的装置，通风量为0.1 m3/(m3·mm作的，筒内搅拌的旋转速度应以0.2～3.0 r/min为标准。如果发酵全过程都在此装置中完成，停留时间应为2～5天。筒填充率一般为：筒内废物量/筒容量≤容量%。当以该装置作全程发酵时，发酵过程中堆肥物的平均温度为50～60当，最高温度可达70～80高；当以该装置作一次发酵时，则平均温度35～45以，最高温度可为60高左右。

3 筒仓式堆肥发酵仓

筒仓式堆肥发酵仓为单层圆筒状(或矩形)，发酵仓深度一般为4--5 m。其上部有进料口和散刮装置，下部有螺杆出料机。大多采用钢筋混凝土筑成。发酵仓内供氧均采用高压离心风机强制供气，以维持仓内堆肥好氧发酵。空气一般由仓底进入发酵仓，堆肥原料由仓顶进入。经过6～12 d的好氧发酵，得到初步腐熟的堆肥由仓底通过出料机出料。根据堆肥在发酵仓内的运动形式，筒仓式发酵仓可分为静态和动态两种。

(1) 筒仓式静态发酵仓。该装置呈单层圆筒形，堆积高度4～5 m。堆肥物由仓顶经布料机进入仓内，经过10～12天的好氧发酵后，由仓底的螺杆出料机出料。由于仓内没有重复切断装置，原料呈压实块状，通气性能差，通风阻力大，动力消耗大，而且产品难以均质化。但是该装置占地面积小，发酵仓利用率高，这是它的优点。这种装置的结构简单，所以使用比较广泛。

(2) 筒仓式动态发酵仓。筒仓式动态发酵仓呈单层圆筒形，堆积高度为1.5～2m。动态发酵仓运行时，经预处理工序分选破碎的废物被输料机传送至池顶中部，然后由布料机均匀向池内布料，位于旋转层的螺旋钻以公转和自转来搅拌池内废物，这样操作的目的时防止形成沟槽，并且螺旋钻的形状和排列能经常保持空气的均匀分布。废物在池内依靠重力从上部向下部跌落。既公转又自转的旋转切割螺杆装置安装在池底，无论上部的旋转层是否旋转，产品均可从池底排出。好氧发酵所需的空气从池底的布气板强制通入。为了维持池内的好氧环境，促进发酵，采用鼓风机从池底强制通风。通过测定池内每一段的温度和气体的浓度，可调节向每一段供应的空气量以及控制桥塔的旋转周期来改变翻倒频率。一次发酵的周期为5～7天。在堆肥过程中，螺旋叶片重复切断原料，原料被压在螺旋面上，容易产生压实块状，所以通气性能不太好。此外，它还有原料滞留时间不均匀、产品呈不均质状，不易密闭等缺点。其优点是排出口的高度和原料的滞留时间均可调节。

4 箱式堆肥发酵池

箱式堆肥发酵池种类很多，应用也十分普遍，其主要分类有：

(1) 矩形固定式犁形翻倒发酵池。这种箱式堆肥发酵池设置犁形翻倒搅拌装置，该装置起机械犁掘废物的作用，可定期搅动兼移动物料数次，它能保持池内通气，使物料均匀发散，并兼有运输功能，可将物料从进料端移至出料端，物料在池内停留5～10天。空气通过池底布气板进行强制通风。发酵池采用输送式搅拌装置，能提高物料的堆积高度。

(2) 扇斗翻倒式发酵池。这种发酵池呈水平固定，池内装备翻倒机对废物进行搅拌使废物湿度均匀并与空气接触，从而促进易堆肥物迅速分解，阻止产生臭气。停留时间为7～10天，翻倒废物频率以一天一次为标准，也可视物料性状改变翻倒次数。该发酵装置在运行中具有几个特点：发酵池装有一台搅拌机及一架安置于车式输送机上的翻倒车，翻倒废物时，翻倒车在发酵池上运行，当完成翻倒操作后，翻倒车返回到活动车上；根据处理量，有时可以不安装具有行吊结构的车式输送机；当池内物料被翻倒完毕，搅拌机由绳索牵引或机械活塞式倾斜装置提升，再次翻倒时，可放下搅拌机开始搅拌；为使翻倒车从一个发酵池移至另一个发酵池，可采用轨道传送式活动车和吊车刮出输送机、皮带输送机或摆动输送机，堆肥经搅拌机搅拌，被位于发酵池末端的车式输送机传送，最后由安置在活动车上的刮出输送机刮出池外；发酵过程的几个特定阶段由一台压缩机控制，所需空气从发酵池底部吹入。

(3) 吊车翻倒式发酵池。这种发酵池一般作二次发酵用。经过预处理设备破碎分选的堆肥化物料或已通过一次发酵的可堆肥物由输送设备送至发酵池中，送入的可堆肥物由穿梭式输送设备堆积在指定的箱式发酵池中。堆积期间，空气从吸槽供给，带挖斗吊车翻倒物料并兼做接种操作。

(4) 卧式桨叶发酵池。搅拌桨叶依附于移动装置而随之移动。由于搅拌装置能横向和纵向移动，因此操作时搅拌装置纵向反复移动搅拌物料并同时横向传送物料。因为搅拌可遍及整个发酵池，故可将发酵池设计得很宽，这样发酵池就具有较大的处理能力。

(5) 卧式刮板发酵池。这种发酵池主要部件是一个成片状的刮板，由齿轮齿条驱动，刮板从左向右摆动搅拌废物，从右向左空载返回，然后再从左向右摆动推入一定量的物料。由刮板推入的物料量可调节。例如，当一天搅拌一次时，可调节推入量为一天所需量。如果处理能力较大，可将发酵池设计成多级结构。池体为密封负压式构造，因此臭气不外逸。发酵池有许多通风孔以保持好氧状态。另外，还装配有洒水及排水设施以调节湿度1。

因素采用何种堆肥设备及相应的堆肥工艺通常取决于以下因素：

1固体废物种类；

2 建立堆肥厂址的自然条件(与居民区距离、地形、风向等)；

3对堆肥过程中二次污染物(渗滤液、恶臭气体)的控制水平；

4 建厂投资及运行成本。

由于地理位置条件的优越性，条垛式堆肥可广泛应用于农村地区、小城镇，但一些人口密集的农村、农场、养殖场、城市郊区等区域应首先选择对恶臭气体及渗滤液治理效率较高的堆肥工艺2。

发展趋势家庭堆肥器西雅图固体废物公用事业局于1986年在美国第一次实施堆肥大师计划，标志着家庭堆肥的开始，该计划主要是采用堆肥技术处理庭院废物和食品废物。1995年，41%西雅图居民家庭实行了家庭堆肥，分流了约8 300 t庭院废物，其中的82%堆肥用于庭院绿化。有研究表明。在Ontario的Mississauga地区，路边收集、集中堆肥和家庭堆肥的处理费用分别为140美元t-1、190美元t-1和50美元t-1。而且家庭堆肥可以减少试验区居民垃圾量的3%～5%。同集中、大规模的堆肥系统相比，家庭堆肥具有显著的优点：费用低和固体废物源头减量化。在西雅图，用于食品废物的家庭堆肥器有两种：蚯蚓箱和锥形桶。过去常用的是蚯蚓箱，现在流行的是锥形桶，锥形桶高约0.9 m，内有一个高度为0.46 m的篮子，它能容纳一个三口之家在6～9个月之内产生的食品废物。用于庭院废物的家庭堆肥器有两种：0.34 m3和0.59 m3。制造家庭堆肥器的材料为木材、再生聚乙烯和不锈钢。

堆肥马桶适于无水或少水的地方，如大型堆肥马桶适于公园、高速公路、车站等，小型堆肥马桶适于轮船等。市售堆肥马桶分为自含式和集中式，这两类均可采用间歇或连续方式运行，材质为玻璃丝和聚乙烯。自含式是堆肥器设置在马桶旁边，而集中式是设置在地下室或建筑物的旁边。间歇运行的堆肥马桶含有1个以上的室，当一个室盛满以后，便转到另一个室，它的好处是腐熟堆肥不会被新鲜的粪便污染连续运行的堆肥马桶只有一个室，新鲜粪便和腐熟准肥混在一起。

适于现场操作的小容量反应器堆肥系统由于经济、臭味控制和场地的原因，大型反应器、强制通风静态垛和条垛堆肥系统受到了极大的限制，因此，适于现场操作的可移动、小容量反应器堆肥系统便应运而生。例如，英国County Mulch Co．建造了两套可移动堆肥系统(容积为30.584～38.23 m3)，形状类似滚式集装箱，进料采用斗式装载机，出料时吊车把集装箱吊起，物料从集装箱的后门倒出来。采用计算机控制温度和氧含量。虽然该类系统只出现了几年，但它正得到小型污水处理厂、食品行业、餐饮业、社区、学校、医院、研究所和商业团体等越来越广泛的注意和应用。目前它主要用于食品废物处理。市售小容量反应器堆肥系统有箱式系统、搅拌仓和旋转消化器等，但目前最常用的是箱式堆肥系统，该系统可间歇或连续操作，具有良好的过程控制、投资和运行费用低、设备简单、易于操作和组装等优点，但它最大的优点是为那些没有足够场地的团体或单位提供了一种处理有机废物的技术，目前美国和加拿大分别有50和25个箱式堆肥系统运行。一个典型的箱式堆肥系统处理规模为1～40 t/d-1，由若干个箱子组成，其中2个箱子用作生物过滤器。为便于现场操作，混合设备和反应器与拖车连接。

总之，固体废物的源头越来越分散，产生的量也越来越多，那么堆肥设备应用的范围将逐步扩大。对于不同的固体废物，需采用和开发不同的堆肥设备。随着固体废物堆肥处理的发展，家庭堆肥器和小容量反应器堆肥系统应运而生。一方面，家庭堆肥器从源头减少了固体废物的处理量；另一方面，小容量反应器堆肥系统为那些没有足够场地和固体废物产生量少的团体提供了一种处理有机废物的技术。总之，堆肥设备的发展趋势是小型化、移动化和专用化3。