摘要：本文主要针对几种常见的有机废弃物对社会大环境所造成的危害进行着重的分析，并结合实际处理需求，对现阶段开发和使用的堆肥发酵处理工艺以及关键设备进行深入分析，以便能够为我国有机废弃物处理行业的发展提供可靠的参考依据。
关键词：有机废弃物；处理工艺；关键设备；研究分析
随着城市化进程的不断加快以及畜牧业的不断发展，有机生活垃圾的产量和畜禽粪便处理量也呈现出逐年增长的趋势。这些有机废弃物对自然生态环境以及地表水环境、人类的身体健康等都会造成一定的破坏，因此，要想促进社会的和谐稳定发展，国家及有关部门就要对这些有机废弃物的处理给予相应的重视，不仅要加大高效环保处理工艺及关键设备的开发应用力度，还要不断提高人们的环保意识，这样才能降低有机废弃物的产量，实现人类文明社会的可持续发展目标。
1.有机废弃物种类及其危害分析
1.1农业有机废物及其危害
农业有机废物是指农业生产和农产品加工中所产生的各种废弃物，如：农作物秸秆、残枝败叶一级菜市场丢弃的废料等。据相关数据统计，由于我国是一个农业大国，所以近年来每年仅农作物秸秆废弃物总量就能达到8亿吨左右，再加上农民环保意识的淡薄以及秸秆循环利用相关设施的不完善，使得农民焚烧秸秆的行为也成为了当下环境治理的一大难题之一。
1.2城市生活有机垃圾及其危害
现如今，国家大力发展城市建设，随着其经济水平的不断提升以及城市规模的不断扩大，所产生的有机生活垃圾污染问题也是越来越严重，目前，该问题已成为我国环保领域的重大问题之一。据相关数据统计，每近几年，我国每年的生活垃圾清运量可达到19141.9万吨左右，其中，尤以粪便清运量最为显著。而大多城市处理这些生活垃圾的方法都是以堆存处理方法为主，这种方式虽然具有一定的处理效果，但是由于对存量远远大于垃圾处理量，所以导致大部分城市都存在生活垃圾处理困难问题，并且给自然生态环境以及人们的身体健康也构成了较大的危害。
1.3畜牧业有机废物及其危害
现阶段，我国畜牧业的发展速度越来越快，畜禽粪便处理量也得到了大幅度的增长，相对，这就给畜禽粪便的处理带来较大的难度。目前，只有一些有特大型畜禽养殖场才拥有配套的粪污治理系统，这样就会降低畜禽场粪污的利用率，使得大部分农田都缺少高效有机肥，并且在一定程度上，还给自然生态环境以及地表水环境等造成了极大的破坏和污染。
由此可见，有机废弃物对社会的发展以及整体大环境都造成了严重的影响，所以，当务之急，就是要寻找一条科学有效的处理途径，来全面解决这些有机废弃物处理难题，以便使有机废弃物资源得到合理的利用，进而在减少环境污染的同时，能够变废为宝，发挥出最大的综合效益。
2.高效环保的处理工艺及关键设备
2.1处理工艺
目前，最为高效、环保的有机废弃物处理工艺应以堆肥发酵工艺为主。其是在特殊的人为环境下，利用发酵微生物，将有机废弃物转变为稳定的无机化学物质，进而让无机化学物与土壤进行充分融合，这样才能满足农田对高效有机肥的利用需求，提高有机废弃物的利用率，并且对农业、畜牧业的可持续发展以及自然界物质的良性循环都起到了极大的推动作用。在实际应用时，堆肥处理工艺根据微生物发酵过程中的氧气需求，可分为两种技术形式，即厌氧堆肥发酵法和好氧堆肥发酵法。其中，前者处理工艺是将厌氧发酵菌种植在无氧环境中，进而通过发酵菌的大量繁殖来转化有机废弃物，使其转变成CO2、CH4等化学物质。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但由于该处理工艺在繁殖厌氧菌时会产生大量的热能，且整个发酵过程无法保证高温环境，很容易导致有害病原微生物无法完全被灭杀，这样农田使用时，就需要花费大量的成本经过高温灭菌后才能直接使用。另外，厌氧堆肥工艺的发酵周期较长，无法实现自动化、无害化处理目标，所以建议处理有机废弃物时，应尽量选择好氧堆肥技术。
2.2关键设备
当前，好氧堆肥发酵工艺具有发酵周期短、占地面积小、可循环进料出料等应用优势，其在实际运用时，主要通过两个关键设备来完成有机废弃物的有效转换，即前处理系统和立式密闭发酵系统。
2.2.1前处理系统
前处理系统的应用功能，主要是针对原材料含水率以及C/N比进行合理的调节，以便可以帮助相关工作人员能够选择适合的发酵菌种和各类催化剂进行添加，进而使有机废弃物能够在立式环保发酵系统中得到顺利、高效的转化处理。
2.2.2立式密闭发酵系统
该发酵系统是有机废弃物处理工艺的关键设备，其整体架构设计极为复杂，为了促使该发酵设备能够发挥出更好、更稳定的应用优势，相关设计人员在对其进行总体设计时，必须掌握以下几方面设计要点：第一，要根据好氧堆肥发酵工艺的要求和参数合理确定发酵筒体高径比以及容积，并采用双层槽钢筒体结构，确保两层筒体之间聚氨醋厚度高于40mm；第二，搅拌器系统要以桨叶式搅拌器为主，而搅拌叶片的通气孔直径不得超过5mm；第三，合理选择传动系统，可以将电机减速器-齿轮-链盘传动系统作为最终传动方案。同时，还要建立搅拌器阻力矩数学模型，以便可以准确的计算出传动系统搅拌轴的阻力，以便为传动系统主要设计参数的计算和选型提供可靠的参考依据；第四，要根据好氧堆肥发酵工艺参数，从供氧、散热和去除水分这几个方面来计算通风系统风机的风量和压力，最终确定通风系统风机风量为：511.4m3/h、风压为17.5kpa。另外，风机类型要以离心式风机为主，因为其无论是风机时间，还是温度反馈控制都十分符合环保密闭式发酵系统的运行需求；第五，为了满足发酵系统智能电气控制系统设计要求，不仅要保证上料系统的环保性，并对上料系统核心传动部分进行认真的计算。而且还要对卸料口的受力进行精准的分析，建立出料门受力模型，这样才能确定出系统最终的设计参数。
2.3性能模拟与发酵实验
为了确保好氧堆肥发酵工艺能够实现有机废气物的无害化、减量化、资源化和稳定化处理，相关设计研究人员应选用EDEM软件对立式密闭发酵系统性能进行模拟研究。研究对象主要是系统搅拌阻力、发酵筒内物料混合运动的均匀性进行着重分析。从最终的分析结果可以得知，立式密闭发酵系统的搅拌轴转矩平均值为84927.6N.m；而发酵筒内物料混合运动的均匀性则要采用接触数评价法和混合指数评价法来进行评价，从评价结果可以得知，最终的混合度稳定值为0.95左右，超过物料混合均匀指标0.9，物料混合过程达到要求。
此外，还要对发酵系统进行发酵试验，以便确保其各方面应用性能都能达到标准要求，本次实验采取新鲜奶牛粪与粉碎后秸秆混合的物料作为实验标本，并在料斗内接入合适的发酵菌种，然后再通过上料系统投放到筒体内部发酵，经过7天发酵试验，发现发酵系统内有机物料全部转变为呈褐色、无明显恶臭的腐熟有机肥。经过相应的湿度检测，发现成品有机肥湿度为28.57％，能够满足农作物的种植需求，且对种子无毒害性。
结束语：
综上所述，有机废弃物是导致全球变暖的最大元凶之一，其主要来源于农业生产和加工以及畜牧业养殖，因此，要想减少有机废弃物的产量和危害，就要对高效环保的处理工艺和关键设备加大研究力度。目前，好氧堆肥工艺是应用性能最高，环保性最强的有机废弃物发酵处理系统，为了使其在环保领域中得到更好的应用和推广，就要对其进行更深入的研究。
参考文献：
[1]李树，李惠等.有机垃圾处理机发酵工艺研究[J].环境工程学报，2017，12：93-95.
[2]曲浩丽，朱德文等.畜禽养殖废弃物处理工艺及关键装备试验研究[J].中国农机化学报，2018，05：107-109.
论文作者:黄伟东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：废弃物论文; 堆肥论文; 工艺论文; 系统论文; 高效论文; 关键论文; 设备论文; 《基层建设》2019年第19期论文;