几种常见反应器的堆肥类型及工艺
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇几种常见反应器的堆肥类型及工艺范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
二十世纪八十年代后，世界各国开始研发出大量的反应器堆肥系统，有的被称为“容器系统”，也有的被称为“消化器”或“发酵器”。堆肥反应器设备必须具有改善和促进微生物新陈代谢的功能，在发酵过程中要运行翻堆、曝气、搅拌、混合、协助通风等设施或操作来控制堆体的温度和含水率，同时在反应器堆肥中还要解决物料移动、出料的问题，最终达到提高发酵速率、缩短发酵周期，实现机械化生产的目的。
1 筒仓式堆肥反应器
该反应器堆肥系统是一种从顶部进料底部卸出堆肥的筒仓，每天都由一台旋转桨或轴在筒仓的上部混合堆肥原料、从底部取出堆肥。通风系统使空气从筒仓的底部通过堆料，在筒仓的上部收集和处理废气。这种堆肥方式典型的堆肥周期为10天。每天取出堆肥的体积或重新装入原料的体积约是筒仓体积的1／10。从筒仓中取出的堆肥经常堆放在第二个通气筒仓。由于原料在筒仓中垂直堆放，因而这种系统使堆肥的占地面积很小。尽管如此，这种堆肥方式仍需要克服物料压实、温度控制和通气等问题，因为原料在仓内得不到充分混合，必须在进入筒仓之前就混合均匀。图1是日本的一种筒仓式堆肥系统，发酵室的总容量是66.0m3，每天通过进料料斗可进料约6m3，物料在反应室中发酵10天，可用于生活垃圾、养殖粪污、污泥等有机固体废弃物的处理。
2 塔式堆肥反应器
图2是典型的塔式发酵工艺。新鲜的畜禽粪便，发酵菌剂和发酵所需的各种辅料，搅拌均匀后经皮带或料斗设备提升到多层的塔式发酵仓内，堆肥物料被连续地或间歇地输入这些系统，通常允许物料从反应器的顶部向底部周期性地运输下落，同时在塔内通过翻板的翻动进行通风、干燥。这种堆肥系统的特点是省地省工，但相对投资较大，设备维修困难。
我国学者陈海滨和万迎峰(2006)设计的发酵塔反应器，其基本结构为密封式多层发酵舱(3～5层)，每层底部为活动翻板，发酵原料由装置的顶部进入，经布料装置撒入顶层发酵舱，一定间隔期后，发酵原料在重力作用下经活动翻板落入下层，以此类推，发酵塔顶部设有抽风口，外接除臭系统，装置的两侧设有通风及排风管线，将空气引入活动翻板下面，经活动翻板的缝隙进入上一层发酵舱，从上一层发酵舱的上部或顶部排出，实现供氧及散热功能，发酵周期为4～6天。
3 滚筒式堆肥反应器
滚筒式堆肥反应器是一个使用水平滚筒来混合、通风以及输出物料的堆肥系统。滚筒架在大的支座上，并且通过一个机械传动装置来翻动。在滚筒中堆肥过程很快开始，易降解物质很快被好氧降解。但是堆肥必须被进一步降解，通常采用条垛或静态好氧堆肥来完成堆肥过程的第二阶段。在一些商业堆肥系统中堆料在滚筒中停留不到1天，滚筒基本上作为一种混合设备。图3是一个典型的滚筒式堆肥系统简图。
由滚筒的出料端提供通气，原料在滚筒中翻动时与空气混合在一起。空气的流动方向和原料运动方向相反。靠近滚筒的出料端，堆肥由新鲜空气冷却；在滚筒的中部，气流温度升高且堆肥速率加快；在滚筒的入口处，添加新的堆料，气流温度最高，堆肥过程开始。
滚筒可为合体式滚筒或分体式滚筒。合体式滚筒使所有堆料按照其装入滚筒时的次序运动，滚筒旋转的速度和旋转时滚筒中轴线的倾斜度决定了堆肥的停留时间。一个分体式滚筒的管理要比合体式滚筒方便。分体式滚筒分为两或三个仓，每个仓包括一个装有一个移动门的移动箱。每天堆肥结束后，滚筒出料端的移动门被打开，隔仓并被清空，其他隔仓随后开放并相继移动，一批新堆料被装入第一个隔仓。每个移动门都有一个基座以成功实现批次接种微生物。堆肥产品可由出料端直接输送到分选机，分选机去除大颗粒物质，大颗粒物质被送回到滚筒中进一步堆肥处理。
对于小型滚筒式堆肥系统而言，滚筒可由旧设备(如混凝土搅拌机、饲料混合机以及旧的水泥窑)等改造而成，尽管没有商业设备那么高级，但是其功能(混合、通风以及使堆肥过程迅速开始)仍然相同。
4 搅动箱堆肥反应器
搅动箱堆肥反应器是一种水平流动的、通风固体搅拌箱式反应器，它采用强制通风和机械搅动，可以使操作更加灵活。反应器通常不封顶，而且是安装在建筑物内，为的是能够全天操作和控制杂质。许多反应器一天只进行一次原料循环。
矩形搅动反应器系统的搅动装置安装在箱壁顶端的横竿上运转，原料从箱子的一端进入然后靠搅动装置沿箱子移动，最后从箱子的另一端出来。箱式系统的长宽可调节，有较小的箱子，宽2m，长2m，较大的箱子宽可达6m，高3m，长220m。较大的箱子通过把基质沿着箱子的长度放在指定的格子内操作。原料在一个星期后翻转，而且一直保存在指定的格子内，直到可以移出。如果用小箱子，原料可以每天搅动。
5 圆形搅拌床堆肥反应器
圆形搅拌床堆肥反应器是一种通过翻搅使物料从圆的周边向圆中心移动的堆肥装置。堆肥物料通过装在旋转臂上的输送系统从反应器的边沿进入，经过装在一个旋转臂上的垂直螺杆搅拌，原料沿给人。钻头在反应器里面搅动原料，而且将新的原料与旧的堆肥物质混合。原料逐渐地输送到反应器的中心，在那里经过一个可以调节的溢流口下落到一个出口传送带上，这个出口传送带位于反应器下面的传输装置上。空气从底部的分布环进入，上部为活动的圆形顶，可以根据操作要求打开或关闭圆顶(图5)。
文献报道纽约的Clinton县采用的圆形搅拌床堆肥反应器系统包括两个圆形搅拌床反应器，每个反应器的直径是34.14m，物料的停留时间为14d，日处理含水率为80％的污泥170t。
6 隧道窑式堆肥反应器
隧道窑式堆肥反应器是一种全封闭式发酵系统，把发酵槽做成了相互独立的隧道式结构，像一节矩形断面的隧道，物料在发酵过程和翻堆时产生的一些臭气和粉尘，可以通过废气收集管道抽出并集中进行处理，尽可能减少对环境和人员带来的不利影响(图6)。发酵仓的尺寸和数量可以根据所处理物料量的多少来决定。在发酵仓的底部有通风管道，并通过控制系统向发酵仓内供风。隧道式发酵仓堆肥周期为7天～15天，堆肥温度可以上升至60℃～70℃。这种系统的特点是自动化程度高、环保系数高、设备相对不容易过度磨损，使用寿命较长，而且每个隧道内部工艺都可以直接独立控制，为近年来欧洲国家在垃圾堆肥领域所普遍采用。
北京市南宫垃圾堆肥厂(图6)采用的好氧式隧道堆肥系统，日处理可堆肥垃圾600t，堆肥垃圾进厂后进行称重计量，布料机把垃圾送入30个主发酵隧道，每个发酵隧道200m3，垃圾经过2个星期的高温发酵后，垃圾体积可降解30％～40％，传送系统把发酵的垃圾转送到后熟化区，再进行3个星期的熟化，经过筛分分成垃圾肥和残渣，残渣运到填埋场填埋，垃圾肥转入最终熟化区再进行3个星期的熟化，再经过一系列筛分制成0mm～12mm的成品垃圾肥。
上述堆肥系统目前在世界各地均有应用，每一种系统都有各自的优缺点，实际应用中采用那一种系统主要是取决于特定的条件，也就是说，一种适宜的堆肥系统的选择永远是一个基于因地制宜的决策，没有一个系统适合于所有的环境条件，市场上保持多样化的堆肥设施是一种合理健康的表现。堆肥厂可以根据自己的物料、场地、生产规模、当地气候、环保政策、投资、产品质量等来选择最切合自身实际的堆肥系统。