生活垃圾堆肥处理仓储设施设计

目录

第一章设计说明 (3)

第二章堆肥总体工艺设计 (4)

第一节垃圾成分分析 (4)

第二节前处理 (4)

第三节发酵 (4)

第三章堆肥后处理工艺设计及计算 (5)

第一节后处理工艺选择 (5)

第二节堆肥设备选型 (6)

分选设备选型 (6)

破碎机选型 (9)

加料搅拌设备选型 (11)

烘干及冷却设备选型 (13)

装袋机选型 (15)

运送和连接设备选型 (15)

第四章仓储设施设计 (18)

第一节仓储设施条件 (18)

存储量计算 (18)

通风量计算 (18)

第二节仓储控制因素及设备选择 (19)

通风设备 (19)

检测设备 (20)

运输设备 (21)

储藏 (22)

管理机制 (22)

第五章效益分析 (23)

第一节经济效益分析 (23)

第二节社会效益分析（环境效益） (23)

第六章设计图纸 (24)

第一节平面总图设计 (24)

第二节立面布置图纸设计 (24)

附录 (25)

参考文献 (26)

第一章设计说明

城市垃圾的处理日渐成为城市系统运行的重要环节，城市垃圾的处理方式众多，其中以填埋、焚烧和堆肥为主。填埋难以满足减量化的要求，焚烧也难以做到产物无害的标准，相对以上两种固废处理方式，堆肥的优势不言而喻。

本设计涉及项目为日生产300t/d堆肥后处理以及仓储设施。

设计要求：堆肥仓储设施，堆肥储存7天，堆肥水分45%、杂质约5%（主要是塑料，金属类）。设计内容包括，堆肥后处理工艺的选择、堆肥筛选设备选型、仓储条件控制、以及效益分析。

后处理设计以堆肥为有机原料生产有机无机复混肥，以无机氮磷钾产品为主要养分来源，结合作物需肥特点生产的一种有机无机相结合，肥效速效与长效合一，能有效改良土壤的肥料种类。经过近十年的建设与发展，全国已拥有各种规模的有机无机复混肥料厂已近千座，生产能力达1600万吨以上。伴随有机无机复混肥工艺技术水平提升，老厂改扩建和新建厂工程在设备选择上更加注重成套化、专业化和自动化。针对生产需要设计工艺及设备。

设计选择动态堆肥，产出的精制堆肥装袋后市场销售。具体设计如下：

第二章堆肥总体工艺设计

第一节垃圾成分分析

堆肥水分45%、杂质约5%（主要是塑料，金属类）。

第二节前处理

城市垃圾水分、黏度、形状等物理特性相差很大，其水分和C/N配比的精确控制应选用专业的原料预混调质设备计量、搅拌和调质。该类设备的搅拌室应适合低比重物料，对物料具有一定的揉搓和剪切功能，有效避免物料结拱和物料粘结造成的漏料现象，且搅拌室内无死角，物料残留小。

前处理采用人工分选与机械处理相结合的方式，前处理建（构）筑物整体结构具备防雨、防尘、除臭、防渗功能。

第三节发酵

发酵主要利用多种微生物的作用，将植物有机残体，进行矿质化、腐殖化和无害化，使各种复杂的有机态的养分，转化为可溶性养分和腐殖质，同时利用堆积时所产生的高温（60—70℃）来杀死原材料中所带来的病菌、虫卵和杂草种子，达到无害化的目的。因此，为了获得优质堆肥，在堆制过程中，千方百计地为微生物的生命活动创造良好的条件，是加快堆肥腐熟和提高肥效的关键。

长期以来，国内堆肥就是因占地面积大发酵周期长、堆肥产品质量低、销路不好等原因限制其推广应用。目前已引进的先进的机械化动态好氧堆肥技术，是堆肥化世界和占地面积大为减少，同时堆肥产品深加工技术不断提高。

从技术先进性考虑，本项目采用DANO回转滚筒发酵器

第三章堆肥后处理工艺设计及计算

后处理主要目的是生产精制堆肥。根据堆肥工艺筛选出可回收利用物质后将不适宜堆肥物质送至垃圾焚烧厂焚烧或送至垃圾填埋场填埋。精制堆肥分为散装堆肥和袋装堆肥。根据前期堆肥工艺的选取已经堆肥目的确定堆肥后处理工艺。

经过二次发酵后的物料中，几乎所有的有机物都被稳定化和减量化。但在前处理工序中还没有完全去除的塑料、玻璃、陶瓷、金属、小石块等杂物还要经过一道分选工序去除。可以用回转式振动筛，磁选机，风选机等预处理设备分离去除上述杂质，并根据需要进行再破碎（如生产精制堆肥）。

第一节后处理工艺选择

根据堆肥产品质量标准，堆肥产品需要对堆肥杂质含量、粒度、虫卵死亡率、大肠杆菌、有机质、总氮、总磷、总钾、pH值、水分以及重金属含量进行控制。由此堆肥后处理工艺依次确定为：

第二节 堆肥设备选型

堆肥厂总体工艺设计设备如下:

其中后处理主要设备有磁选机、风选机、筛分机、破碎机、造粒机、搅拌机、烘干机、冷却机及装袋机。此外工艺中必不可少的有皮带运输机、运输车等运送机械。

分选设备选型

固体废物的分选就是将共同废物中各种可回收利用的废物或不利于后续处理工艺要求的废物组分采用适当技术分离出来的过程。

本设计分选设备主要涉及磁选、风选及筛分设备。磁选设备用以回收堆肥中未剔除去的铁质杂质，风选用以去除堆肥中含有少量塑料杂质，筛分设备用以控制堆肥产品粒度。

磁选设备

磁选机种使用的磁铁有用通电方式磁化或者极化磁铁材料形成的电磁和利用用久磁材料形成磁区的永久磁铁。磁铁的布置多种多样，常见的几种设备有磁力滚筒、永久圆筒式磁选机、悬吊磁铁器等。本设计从技术成熟度和后期运行成本考虑，选择永磁磁力滚筒磁选机。

二次发酵后堆肥量计算：

()

()01300145%5%(130%)

=

=

=

1911-1-145%

M M M t θωθθ??-?--?-=-消减有机物有机物后水

水

式中，M 后——二次发酵后堆肥量，t

M 有机物——二次发酵后堆肥中有机物含量，t

0M ——日产量，300 t

θ有机物——有机物含量

ω消减——二次发酵后有机物消减率 30%—50%（这里取下限30%）①

θ水——二次发酵后含水率 40%—45% （这里取上限45%）②

堆肥后处理全部磁选，要求磁选机处理能力23.9/t h ≥（按每天8小时计算），由此选择XCT7595型磁选机。

风选设备

塑料风选设备，主要包括：密闭室、振动筛、风机、导料管道等组成。 风力分选机有正压分选、负压分选和正负压结合分选三种方式，该设备主要是将垃圾中的轻质物料（如纸片、塑料袋、薄膜等）与重质物料分开，也就是根据空气动力学原理，按轻重物料密度的不同进行分离，以达到分类回收再利用的目的。

根据日处理量要求，选择XWH-3000型风选机1台(处理能力10~50t /h )

筛分设备

图3- 1风选机

本设计筛分设备分为检查筛分和选择筛分。检查筛分为初步筛分，筛孔尺寸为10mm ，目的是将筛上物打回破碎设备重新破碎以达到较小的堆肥粒度，筛下物；选择筛分设置在烘干工艺之前，筛下物送入选择筛分，选择筛分筛孔尺寸为2mm ，目的是选取筛上物烘干后装袋制成成品，筛下物收集后造粒并烘干后装袋制成成品。通过检查筛分和选择筛分，产品将拥有较为均匀的粒度。筛分设备均选用振动筛。 检查筛分筛面面积计算：

2

=3.45m Q

F q K L M N O P γ=

（取3.02m ）

式中 F ——筛面面积，2m

Q ——筛分机的处理能力，25t /h （按每天8小时工作时间计算）

q ——单位筛面面积的处理能力，1932m /m h ?③（筛孔尺寸选择10mm ）

γ——物料的表观密度，0.353t/m ④ K ——细粒含量校正系数，1.0 L ——粗粒含量校正系数，1.09

M ——筛分效率校正系数，1.0(采用振动筛，筛分效率取90%)

N ——颗粒形状校正系数，1.0 O ——湿度校正系数，1.0

P ——筛分方法校正系数，1.0

检查筛面选型及尺寸

筛面长宽比为2.5~3.0，由筛面面积求得筛面长3.0~3.3m ，查表得，无合适尺寸，选取最接近尺寸。确定选择3YZS-1237型振动筛1台。

图3- 2筛分机

选择筛分筛面面积计算

2=11.9m Q

F q K L M N O P

γ=

'???????

式中 q '取5.532m /m h ?，其他参数取值与检查筛分设备相同。 设备选型

同理求得筛长为5.5~6.0m ，取6.0m 选择2YZS-2160型振动筛1台

破碎机选型

破碎是利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程。破碎是所有固体废物处理方法的必不可少的处理工艺，是后续处理与处置必须经过的过程。

破碎粒度

堆肥产品颗粒粒度应≤12mm ⑤ 破碎方式

采用齿辊破碎机，齿辊破碎机可用于处理脆性或粘性较大的废物，可用于堆肥物料的破碎。

辊式破碎机的参数计算

后处理破碎的堆肥颗粒粒度

≤60mm(预处理破碎要求)，破碎后产物粒度≤12mm(袋装堆肥产品要求)。

破碎工作量等同于烘干后堆肥量：=191M M t =后烘

单位时间的烘干量：h =/823.9/M M t h =烘（按每天8小时工作时间计算） 选择PGS －0705型辊式破碎机1台

表3- 3辊式破碎机参数

图3- 3辊式破碎机

加料搅拌设备选型

有机无机复混肥生产对配料环节要求较高，工厂化作业宜采用自动连续配料装置。该装置采用计算机自动控制，能根据配方要求，将有机物料、无机物料及添加剂等几种或多种物料连续精确配料，并可实现动态监测和配方批次的设置、修改、存储以及班、日、月报表生成打印，管理便捷。

连续配料后，有机原料、无机原料及其他添加辅料计量配料后必须混合均匀，宜采用双轴桨叶连续混合机，做到粘湿物料不易在搅拌轴根部粘附。

加料种类及加料量

袋装堆肥产品根据其最终用途不同需要调节pH 值、氮、磷、钾等，堆肥产品若选择氮磷钾复合肥，主要添加磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸二氢钾。此外考虑到堆肥的除臭工艺，添加增肥物料的同时还需添加化学除臭剂等。

加料量

按堆肥化产品质量标准，氮磷钾总含量应超过0.9%，考虑到化学除臭剂这里取1.5%.

= 1.5% 2.87/d M M t ?=后加

搅拌量

=194/d M M M t +=搅终加

生产能力

194

24.3t/h 8

M M T

'=

=

=搅搅 式中 M '搅——单位时间搅拌量，t/h

M 搅——总搅拌量，t

T ——生产周期，h

设备选型

核算后确定选择JZC350型搅拌机2台

表3- 4搅拌机参数

造粒机选型

制粒设备主要有平模制粒机、圆盘制粒机和转鼓制粒机等。圆球颗粒的造粒选择圆盘制粒机或转鼓制粒机。考虑本产品特性决定选择YP 型圆盘制粒机。

造粒量计算

需要造粒的堆肥为选择筛分筛下物，该筛下物占总堆肥产品的比例

2.010%~20%θ≤=，

单位需造粒量为

2.0

M M t

θ≤?=

搅造

设备选型 计算得 2.4~4.9t/h M =造以最大量计算选择YP-2000型圆盘制粒机8台

烘干及冷却设备选型

烘干前堆肥量

()

()01300145%5%(130%)

=

=

+=

2.781-1-145%

M M M M θωθθ??-?--?-+-消减有机物有机物后加水

水

193.78t = 烘干后堆肥量

105+2.78

=

==

134.71-120%

M M M t θ+=-有机物加

终水终

式中，M 后——二次发酵后堆肥量，t

M 有机物——二次发酵后堆肥中有机物含量，t

0M ——日产量，300 t

θ有机物——有机物含量

ω消减——二次发酵后有机物消减率 30%—50%（这里取下限30%）⑥

θ水——二次发酵后含水率 40%—45% （这里取上限45%）⑦

M 终——堆肥产品最终量，t

θ水终——产品最终含水率 <20%（这里取上限20%）⑧

根据堆肥前量选择Y250M-4（Ф3000x20000）型烘干机1台

表3- 6肥料烘干设备参数

型号（mm）进气温（℃）转速（r/min）倾斜度（%）生产能力（t/h）功率（kw）重量（t）Ф600x6000≤7003-8 3-5 0.5-1.5 3 2.9

Ф800x8000≤7003-8 3-5 0.8-2.0 4 3.5

Ф800x10000≤7003-8 3-5 0.8-2.5 4 4.5

Ф1000x10000≤7003-8 3-5 1.0-3.5 5.5 5.6

Ф1200x10000≤7003-8 3-5 1.8-5 7.5 14.5

Ф1200x12000≤7003-8 3-5 2-6 11 14.8

Ф1500x12000≤8002-6 3-5 3.5-9 15 17.8

Ф1800x12000≤8002-6 3-5 5-12 18 25

Ф2200x12000≤800 1.5-6 3-5 6-15 18.5 33

Ф2200x18000≤800 1.5-6 3-5 10-18 22 53.8

Ф2200x20000≤800 1.5-6 3-5 12-20 30 56

Ф2400x20000≤800 1.5-5 3-5 18-30 37 60

Ф3000x20000≤800 1.5-5 3-5 25-35 55 78

Ф3000x25000≤800 1.5-5 3-5 32-40 75 104.9

根据烘干后堆肥量选择YS2-355M1-6型单筒冷却机

表3- 7烘干机参数

装袋机选型

包装机的包装精度、称重范围和包装速度应能适合有机肥料颗粒成品的计量包装要求。其中，皮带进料式包装秤适于颗粒状肥料包装，绞龙进料式包装秤适于粉状肥料包装。本设计选择DCS-A25-F2型定量包装机。包装机使用过程：人工协助上袋，自动称重、夹袋、充填，经输送带传递进行自动封口或缝包。

装袋机数量计算

单位装袋容量设计：=50M kg ' 日需装袋数量：134.71000

269450

M N M ?=

=='终 单台装袋机日装袋数量：1440~1920N '= 装袋机数量：N

n N =

'

（按最小装袋速度计算，装袋机数量取2） 表3- 8装袋机参数

运送和连接设备选型

连接设备

连接设备主要有输送机和料斗。选用的输送设备应适合有机肥物料的粘度状态，做到不堵机、不漏料。其中:皮带输送机适于输送湿度较大的物料，破损率低，但倾斜角度不宜大于18°。这里输送机都选用皮带输送机，皮带长度通过各连接设备之间高程确定，宽度根据设备进料出料口宽度或者非标设计的料斗开口尺寸确定。

运送设备

发酵后堆肥采用LW800K-LNG 型装载机。 装载机数量计算

式中 n ——搬运车数量

M ——每日搬运量，194t M '——单量车每日搬运量，t T ——单量车一个搬运周期，

h （5~10min 这里取10min ）

0m ——单量车一次搬运量，t

0V ——单量车一次搬运体积，3 m 3

ρ——存储物密度，30.35~0.65/t m ⑨

计算得 3.84n =（取4n =）故需要4量LW800K-LNG 型装载机。 人员配备

每辆装载机配备1名驾驶员。

图3- 4装载机

第四章 仓储设施设计

第一节 仓储设施条件

存储量计算

==1337931M M T t ??=终存存

3931

V =

=

=2660m 0.35

M ρ

存

存 式中 M 存——仓储存储质量，t

M 终——后处理后堆肥质量，t

V 存——存储体积，3m

ρ——存储物密度，30.35~0.65/t m ⑩

通风量计算

60V nq n q '==??

式中 V ——单位时间内所需通风量，3/m h

n ——单位时间内换气次数，12≥

q ——所有工人所需换气量，3/m h

q '——一个工人所需换气量，30~503/m h 工厂约有60工人

由此计算得36000V =3/m h

第二节 仓储控制因素及设备选择

通风设备

由于产品对仓内湿度要求严格，故需采用强制通风装置。 通风量

36000V 3/m h

通风设备

自然通风应经理降低进风侧地面的高度，一般不宜超过1.2m ，南方炎热地区取0.6~0.8m 。进风窗采用阻力小的立式中轴窗和对开窗，把气流直接导入工作区。集中采暖地区，冬季自然通风的进风窗应设在

4m 以上，以便室外气流到达工作区能和室内空气充分混合。

强制通风选择GD30K2-12型No.7转速1450序号3轴流通风机2台。此外在屋顶架设无动力风帽，具体架设个数视厂房建设情况而定。

图4- 1通风机

检测设备

仓储期间要对产品有机质含量、水分、pH、蛔虫卵死亡率、大肠杆菌等主要指标进行定期检测，以便及时了解产品品质并对仓储策略进行调整（条件仓储条件或者及时出货）。