有机堆肥原料预处理工艺流程及系统构成

  预处理工艺不单单处理各种原材料，还要调节水分、有机物，改善通气性，使原材料具备符合发酵的条件。实践中常根据各种原料的不同性质，调整原料配比，使混合物料的水分和碳氮比等重要参数符合堆肥要求，并在各种原料充分混匀的同时添加高微生物菌种以促进发酵过程快速进行。

 一、有机堆肥原料预处理工艺流程

  进行原料预处理时，先通过筛分机筛分出原料中的石块等不可降解物，然后将粪污、酒槽、果渣等有机废弃物分别加入到混料机的各个料斗中。同时将微生物菌剂储存在菌液罐中用小型计量泵加入。
  堆肥化生产中，发酵设备的投入条件，应由是否能生产出良好的堆肥化产品来决定。

  为了使原材料的水分和有机物含量符合投入发酵设备应具备的条件，预处理工艺有添加工艺（辅料的添加）、返送工艺（二次发酵堆肥返送混合）、干燥工艺（利用外部能量进行干燥）、返送工艺+添加工艺、返送工艺+添加工艺+干燥工艺和返送工艺+干燥工艺等多种方式。根据原材料的水分、有机物含量、堆肥产品的生产需求量、辅料的获得难易程度、选址条件，可以单使用上述工艺，或进行组合使用。用含石灰的脱水辅助剂进行脱水的污泥，需要调节其pH值，所以应采用返送工艺和添加工艺。预处理工艺应根据原材料的条件选择，单采用种或同时采用多种预处理工艺，可达到较好的预处理果。

 二、有机堆肥原料系统构成

  由于用作堆肥的原料种类繁多，不同原料水分含量各异，即使同原料因季节、年份或收集方式的不同也存在较大差异，因此需设置原料储存及预处理系统。般情况下，为了提高土地利用率，将原料储存和预处理置于同建筑物内。
  储存过程中，通过物料水分的自然挥发，可有降低物料水分，有利于后续工艺段原材料的处理和搭配（配方）、降低生产成本、提高发酵率。通常可采用阳光棚进行该类物料的储存，通过光照提高棚温，促进水分的快速挥发。
  原料储存及预处理系统常用设备如下。
  1、输送设备接受原材料、辅料和堆肥返料，并暂时保存，稳定供给发酵原材料的设备。

  2、混合设备为了使原材料符合好氧发酵的条件，在确定原材料、辅料和堆肥返料的数量之后，应在混合设备中混合这些原材料。

  3、脱水设备畜禽养殖场根据畜种、饲养方式、有无输出垫料和畜禽粪便的输出方式，会排放出性质各异的粪便，且通常含水量很高（87%~95%），不能直接输入设施中，要进行预处理，即设置脱水设备，实行固液分离后，把固态粪便输入发酵设施进行处理。
  4、干燥设备畜禽粪便、厨余垃圾、污泥等含水量高的原材料进行堆肥化时，在很难获得辅料，或为了使堆肥返料的水分低于所规定的值时，需要配备干燥设备。另方面，若过量使用辅料和堆肥返料，就会使得投入发酵时的物料有机物含量减少，不能顺利进行好氧发酵，此时就应减少添加物，利用干燥设备将原材料干燥。
  5、粉碎、分拣设备堆肥原料预处理常用的粉碎设备有链式粉碎机和锤式粉碎机，链式粉碎机适合于纤维含量低、硬度偏小、半湿物料的粉碎，应用较多；锤式粉碎机适合纤维含量高、硬度较大的干物料的粉碎；高速粉碎机般很少使用，仅在对些殊物料进行处理时才使用。

  作为废弃物使用的稻秸可被粉碎机粉碎成2cm大小，但要防止被粉碎的稻秸卷入发酵设备中。分类回收的厨余垃圾中，由于混入了块状物，因此有必要用粉碎机粉碎。此外，塑料袋收集的厨余垃圾进行堆肥化时，应事先除去垃圾袋，可用粉碎机+筛分机或者粉碎分拣机除去。分类回收的厨余垃圾中混入若干瓶盖、干电池等异物，也应先除去这些异物。通常做法是在预处理阶段把这些异物除去，并在产品化阶段将剩余的异物除去。经压滤机脱水的块状污泥进行堆肥化时，应在预处理阶段安装粉碎设备。为了增强稻壳的吸湿性、均匀度和表观比重，应用稻壳粉碎机进行粉碎。剪枝也不能按原样进行处理，也应用粉碎机粉碎成1cm大小，作为辅料使用。粉碎成3cm的剪枝等作为堆肥返料也可以循环使用。

 三、有机堆肥原料系统规模

  1、原料储存系统规模
  原料储存系统的面积可通过下式计算：
  每天的发酵产量
  湿原料储存面积
  干原料储存面积
  式中，W为每天发酵产量；W₀为有机肥设计规模；W_m为有机无机复混肥设计规模；R为有机发酵料在有机-无机复混肥中所占比例；T为年生产天数；S为湿原料储存面积；S₂为干原料储存面积；R₁为湿原料在发酵料中所占比例；R₂为干原料在发酵料中所占比例；T为湿原料周转天数；T₂为干原料周转天数；H为湿原料储存高度；H₂为干原料储存高度；V为湿原料含水率；D₁为湿原料相对密度；D₂为干原料相对密度；K₁为湿原料储存系数（原料堆放面积占库房面积的比值)；K₂为干原料储存系数。
  设计过程中，应先进行原料调查，主要内容为确定原料的基本性质和供求关系。原料的基本性质，诸如水分含量、碳氮磷含量、堆积密度、堆积性状等是确定原料堆积高度的重要参数，原料供求关系则决定了原料储存周期。

  根据以往工程项目设计经验，原料的堆积高度为1~2m，含水率越高堆积高度越低；畜禽粪便原料的相对密度为0.6~1.0，根据其含水率不同而有较大变化，宜根据实测数据进行设计；污泥类原料的密度影响因素较多，主要取决于污水水质、污水处理工艺及污泥脱水工艺，般生化法剩余污泥采用带式机脱水后，含水率正常维持在80%~85%，含水率为80%的污泥的相对密度约为1.24；秸秆类原料的密度取决于粉碎粒度和秸秆种类。混合后原料的体积根据实测取值，般添加秸秆类蓬松物料后，混合物料的体积比原有体积直接加和减少10%~20%。

  2、原料预处理系统规模
  原料预处理系统的大小主要受产量规模和系统内连接方式限制，当然原料类型对其也有定影响。产量规模决定设备的大小和数量；系统内连接方式决定设备的间距，般采用传送带输送时，设备间距大，而采取斗式提升传输时，设备间距小，也有采用人工手推车输送的，设备间距就可自主调整；原料类型有时也影响设备类型的选择，如原料种类多，类型复杂，需要多种粉碎设备同时使用时，对系统规模也会产生影响。但由于原料预处理在整个堆肥系统构成中规模不大，所以不同产量、不同系统内连接方式以及不同原材料的系统规模差异也不是太大，通常为50~200㎡。