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1、东华大学环境科学与工程学院固体废物处理与处置课件 第六章 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 生物处理：生物处理：采用生物处理技术，利用微生物（细菌、放采用生物处理技术，利用微生物（细菌、放线菌、真菌）和动物（蚯蚓等）分解废物中的有线
2、菌、真菌）和动物（蚯蚓等）分解废物中的有机质，回收能源和资源，实现有机废物的资源化、机质，回收能源和资源，实现有机废物的资源化、减量化和无害化，即变废为宝，又解决环境污染。减量化和无害化，即变废为宝，又解决环境污染。因此，生物处理技术是一项经济、实惠、切实可因此，生物处理技术是一项经济、实惠、切实可行的有机废物处理技术行的有机废物处理技术。生物处理有机固废的方法有多种，如堆肥化，厌氧生物处理有机固废的方法有多种，如堆肥化，厌氧消化，纤维素水解，垃圾养蚯蚓等。其中，消化，纤维素水解，垃圾养蚯蚓等。其中，最主要最主要的并且能大规模地处理的并且能大规模地处理有机固体废物的方法是有机固体废物的方法是好
3、好氧堆肥法和厌氧消化法氧堆肥法和厌氧消化法，本章将重点介绍。，本章将重点介绍。其它的生物处理技术虽不能大规模处理，但能从废其它的生物处理技术虽不能大规模处理，但能从废物中回收高附加值生物制品，因此也得到了较多的物中回收高附加值生物制品，因此也得到了较多的研究，例如纤维素水解生产化工原料及生物制品，研究，例如纤维素水解生产化工原料及生物制品，养殖蚯蚓生产生物蛋白等。养殖蚯蚓生产生物蛋白等。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid
4、 Waste 生物处理的作用和特点有以下四个方面生物处理的作用和特点有以下四个方面：(1)稳定化和杀菌、消毒作用稳定化和杀菌、消毒作用(2)减量化减量化 有机废物经生物处理后，可减量有机废物经生物处理后，可减量3050%，减，减量效果明显量效果明显。(3)回收能源回收能源(4)回收有用物质回收有用物质固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 作用与特点作用与特点有机固体废物经生物氧化分解后转化为有机固体废物经生物氧
5、化分解后转化为H2O，CO2，CH4，NH3，H2S等气体，和性质稳定的难降解等气体，和性质稳定的难降解有机物（抗性有机物）从而达到稳定化的效果，其产有机物（抗性有机物）从而达到稳定化的效果，其产品不会对环境造成污染。有机物分解过程中的厌氧环品不会对环境造成污染。有机物分解过程中的厌氧环境以及反应热形成的高温可以杀灭废物中绝大多数病境以及反应热形成的高温可以杀灭废物中绝大多数病原体而达到无害化。原体而达到无害化。稳定化杀菌作用稳定化杀菌作用固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTrea
6、tment and Disposal of Solid Waste 人类生活中大量使用的各种生物物质是重要人类生活中大量使用的各种生物物质是重要的太阳能储存体，蕴藏着巨大的潜在能源，利用的太阳能储存体，蕴藏着巨大的潜在能源，利用生物技术可使其转化为可直接利用的能源，开发生物技术可使其转化为可直接利用的能源，开发生物能已经成为一种时代的潮流。例如，生物能已经成为一种时代的潮流。例如，污泥和污泥和生活垃圾的厌氧消化处理可使其中的有机物转化生活垃圾的厌氧消化处理可使其中的有机物转化为具有较高能源价值的沼气为具有较高能源价值的沼气，并可进一步转化为，并可进一步转化为热能或电能。热能或电能。回收能源回收
7、能源固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 回收有用物质回收有用物质 用生物处理技术从固体废物中回收有用物质用生物处理技术从固体废物中回收有用物质的方法除好氧堆肥和厌氧发酵制取沼气外，还可的方法除好氧堆肥和厌氧发酵制取沼气外，还可利用纤维素水解生产化工原料及其他生物制品。利用纤维素水解生产化工原料及其他生物制品。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and
8、Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 【概念概念】堆肥化厌氧消化堆肥化厌氧消化 生物处理生物处理【方法原理方法原理】堆肥原理；堆肥原理；厌氧消化原理；厌氧消化原理；微生物浸出机理。微生物浸出机理。重点重点固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatme
9、nt and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 处理方法处理方法好氧堆好氧堆 肥处理肥处理厌氧消厌氧消 化处理化处理微生物微生物 浸出浸出其它生物其它生物 处理方法处理方法堆肥化（堆肥化（composting）:在在人工控制的环境下，依靠自然人工控制的环境下，依靠自然界中广泛分布的细菌、放线菌、界中广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物人为地促进可生真菌等微生物人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物学过程质转化的微生物学过程厌氧消化厌氧消化:也称厌氧发酵，也称厌氧发酵
10、，指在厌氧状态下利用微生指在厌氧状态下利用微生物使固体废物中有机物转物使固体废物中有机物转变为变为CH4和和CO2的过程的过程微生物浸出微生物浸出:利用微生物新陈代谢利用微生物新陈代谢过程或代谢产物将废物中目的元素过程或代谢产物将废物中目的元素转变为易溶状态并得以分离的过程转变为易溶状态并得以分离的过程蚯蚓床技术蚯蚓床技术 废物生产单细胞蛋白等废物生产单细胞蛋白等1 14 42 23 3 一、堆肥化基本概念与发展过程一、堆肥化基本概念与发展过程 1、概念、概念堆肥化堆肥化(composting)就是依靠自然界广泛分就是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真布的细菌、放线菌、真菌等微生物，以及由人
11、菌等微生物，以及由人工培养的工程菌等，在工培养的工程菌等，在一定的人工条件下，有一定的人工条件下，有控制地促进可被生物降控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过殖质转化的生物化学过程，其实质就是一种生程，其实质就是一种生物代谢过程。物代谢过程。堆肥化的产物叫堆肥化的产物叫堆肥堆肥（compost)。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 2、堆肥化工艺的分类、堆肥化工艺的分
12、类(1)好氧堆肥好氧堆肥(2)厌氧堆肥厌氧堆肥(3)兼氧堆肥兼氧堆肥 通常所说的堆肥化一通常所说的堆肥化一般是指般是指好氧堆肥好氧堆肥，因为厌，因为厌氧微生物对有机物分解速氧微生物对有机物分解速率缓慢，处理效率低，容率缓慢，处理效率低，容易产生恶臭，其工艺条件易产生恶臭，其工艺条件也较难控制。也较难控制。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 3、堆肥原料、堆肥原料 随着人类生活水平的日益提高，相应产生越来随着人
13、类生活水平的日益提高，相应产生越来越多的固体废弃物，在这些固体废弃物中，有相当大一部越多的固体废弃物，在这些固体废弃物中，有相当大一部分是有机废物，分是有机废物，特别是农牧渔业及其产品加工产生的废弃特别是农牧渔业及其产品加工产生的废弃物；生活用品废弃物，如废纸张、废布、废塑料袋等等生物；生活用品废弃物，如废纸张、废布、废塑料袋等等生活垃圾；人、畜、禽粪便；污水处理厂产生的有机废物污活垃圾；人、畜、禽粪便；污水处理厂产生的有机废物污泥等，含有大量的有机成分。泥等，含有大量的有机成分。有机废物进入环境，由于其有机废物进入环境，由于其中夹带大量病菌，会传染疾病；产生含高浓度有机物的渗中夹带大量病菌，
14、会传染疾病；产生含高浓度有机物的渗滤液，严重污染地下水和地表水；如堆积量过大，会因缺滤液，严重污染地下水和地表水；如堆积量过大，会因缺氧产生大量沼气，聚积而出，遇明火发生爆炸，引起火灾，氧产生大量沼气，聚积而出，遇明火发生爆炸，引起火灾，造成人身伤亡。造成人身伤亡。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 3、堆肥原料、堆肥原料固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatme
15、nt and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 4、堆肥的效用、堆肥的效用固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 堆肥实质就是人工腐殖质，一般含水率堆肥实质就是人工腐殖质，一般含水率30%；pH7 8.5；含碳含量；含碳含量11%；N(0.51.5%)、P（国外（国外0.4 0.8%）、）、K(0.3 1.0%)；重金属含量；
16、重金属含量符合标准，杂质粒度符合标准，杂质粒度5mm。（1）改善土壤的性能）改善土壤的性能施用堆肥对土壤性质的影响主要包括施用堆肥对土壤性质的影响主要包括3个方面：土壤物理性质，天然化个方面：土壤物理性质，天然化学性质和土壤微生物性质。学性质和土壤微生物性质。4、堆肥的效用、堆肥的效用(2)肥料养分比较全面，成分比较多样化肥料养分比较全面，成分比较多样化，其中还含有多种植物生长所，其中还含有多种植物生长所必需的微量元素，满足植物生长对不同养分的需求。必需的微量元素，满足植物生长对不同养分的需求。(3)肥效期较长，肥效期较长，堆肥属缓效性肥料，堆肥养分的释放缓慢、持久，故堆肥属缓效性肥料，堆肥养
17、分的释放缓慢、持久，故肥效期较长，有利于满足农作物长时间内对养分的需求，也不会出现旋肥效期较长，有利于满足农作物长时间内对养分的需求，也不会出现旋用化肥那样短暂有效或施肥过头的情况。并且堆肥中氮、钾、铵等都是用化肥那样短暂有效或施肥过头的情况。并且堆肥中氮、钾、铵等都是以阳离子形态存在，由于腐殖质带阴电荷，有吸附阳离子的作用，有助以阳离子形态存在，由于腐殖质带阴电荷，有吸附阳离子的作用，有助于粘土保住阳离子，既能保住养分提高保肥能力，使粘土的离子交换容于粘土保住阳离子，既能保住养分提高保肥能力，使粘土的离子交换容量提高几十倍。量提高几十倍。(4)微生物的作用强微生物的作用强，堆肥中含有大量有益
18、微生物，是一种，堆肥中含有大量有益微生物，是一种“生物肥料生物肥料”。施用堆肥可以增加土壤中微生物的数量，通过微生物的活动改善土。施用堆肥可以增加土壤中微生物的数量，通过微生物的活动改善土壤的结构和性能，微生物分泌的各种有效成分还可直接或间接地被植物壤的结构和性能，微生物分泌的各种有效成分还可直接或间接地被植物吸收而起到有益的作用。吸收而起到有益的作用。5)腐殖质具有螯合作用，施用堆肥时，腐殖质具有螯合作用，施用堆肥时，对于作物有害的铜、铅、镉等对于作物有害的铜、铅、镉等重金属也可与腐殖质反应而降低其危害程度，利于作物生长。重金属也可与腐殖质反应而降低其危害程度，利于作物生长。但与化肥但与化肥
19、相比，堆肥的肥效较低，且体积大，运输和施用起来不方便。相比，堆肥的肥效较低，且体积大，运输和施用起来不方便。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 4堆肥的效用堆肥的效用堆肥农用的不利因素堆肥农用的不利因素肥效不高：肥效不高：NPK混合含量一般混合含量一般3。因此，不能。因此，不能把堆肥等同于传统的农家肥，只能作为土壤的改良剂把堆肥等同于传统的农家肥，只能作为土壤的改良剂或调节剂。或调节剂。大量施用堆肥，可能会使
20、土壤富集有害元素。大量施用堆肥，可能会使土壤富集有害元素。堆肥设备投资大，产品的成本高。堆肥设备投资大，产品的成本高。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 堆肥化处理的经济效益主要有两方面，堆肥化处理的经济效益主要有两方面，一是对一是对固体废物的消纳作用，二是作有机肥料和土壤调节剂。固体废物的消纳作用，二是作有机肥料和土壤调节剂。前前者由于其可以将固体废物直接转化为有机肥料，还原大自者由于其可以将固体废物直接转
21、化为有机肥料，还原大自然，它不像填埋处理需要占用大量的土地，也不像焚烧那然，它不像填埋处理需要占用大量的土地，也不像焚烧那样产生大量尾气，样产生大量尾气，从资源化的角度，可以说是最理想的处从资源化的角度，可以说是最理想的处理方法理方法。但是，随着生活水平的提高和生活方式的多样化，。但是，随着生活水平的提高和生活方式的多样化，固体废物的成分日趋复杂，要得到理想的堆肥化产品，除固体废物的成分日趋复杂，要得到理想的堆肥化产品，除了需要传统的发酵过程外，必须设置复杂的分选、破碎过了需要传统的发酵过程外，必须设置复杂的分选、破碎过程，从而大大增加了堆肥化处理的费用。同时，由于固体程，从而大大增加了堆肥化
22、处理的费用。同时，由于固体废物中大量杂质和有毒有害化学物质的混入，从而使得堆废物中大量杂质和有毒有害化学物质的混入，从而使得堆肥化产品作为肥料或土壤改良剂的价值大大降低，不妥当肥化产品作为肥料或土壤改良剂的价值大大降低，不妥当的处理还可能带来对土壤的污染和对农作物的危害。的处理还可能带来对土壤的污染和对农作物的危害。4、堆肥的效用、堆肥的效用固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 固体废物处理与处置固体废物处理与
23、处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 基本原理基本原理堆肥过程中同化、异化作用反应式。物质变化、能量释放与获取堆肥过程中同化、异化作用反应式。物质变化、能量释放与获取堆肥过程堆肥过程堆肥过程四阶段，物质、温度、微生物相变化堆肥过程四阶段，物质、温度、微生物相变化影响因素影响因素六个主要因素六个主要因素 堆肥工艺堆肥工艺六个阶段及内容六个阶段及内容堆肥设备堆肥设备四类四类123451好氧堆肥处理好氧堆肥处理评价指标评价指标6四类，四类，15个个
24、一、堆肥化的基本原理一、堆肥化的基本原理 1、好氧堆肥的基本原理、好氧堆肥的基本原理 好氧堆肥是在有氧的条件下，借好氧微生物（主好氧堆肥是在有氧的条件下，借好氧微生物（主要是好氧菌）的作用来进行的。在堆肥过程中，生活垃圾要是好氧菌）的作用来进行的。在堆肥过程中，生活垃圾中的溶解性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微中的溶解性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微生物所吸收，固体的和胶体的有机物先附在微生物体外，生物所吸收，固体的和胶体的有机物先附在微生物体外，由生物所分泌的胞外酶分解为溶解性物质，再渗入细胞。由生物所分泌的胞外酶分解为溶解性物质，再渗入细胞。微生物通过自身的生命活动微生物
25、通过自身的生命活动氧化、还原、合成等过程，氧化、还原、合成等过程，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并放出生把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并放出生物生长活动所需要的能量，把一部分有机物转化为生物体物生长活动所需要的能量，把一部分有机物转化为生物体所必需的营养物质，合成新的细胞物质，于是微生物逐渐所必需的营养物质，合成新的细胞物质，于是微生物逐渐生长繁殖，产生更多的生物体。生长繁殖，产生更多的生物体。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and D
26、isposal of Solid Waste 1、好氧堆肥的基本原理、好氧堆肥的基本原理固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 1 好氧堆肥基本原理好氧堆肥基本原理 如果将固体废物中的有机物统
27、一表示为如果将固体废物中的有机物统一表示为 的形的形式，而难以进一步降解的堆肥产品中的腐殖质统一表示为式，而难以进一步降解的堆肥产品中的腐殖质统一表示为 ，则，则好氧分解反应好氧分解反应可表示为可表示为固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 2、好氧堆肥过程、好氧堆肥过程 一个完整的好氧堆肥过程包括一个完整的好氧堆肥过程包括潜伏阶段潜伏阶段（亦称驯化阶（亦称驯化阶段）、段）、中温阶段中温阶段（亦称产热阶段，（亦称
28、产热阶段，1545，嗜温微生物嗜温微生物为主为主）、）、高温阶段高温阶段（45以上，有机物降解强烈，以上，有机物降解强烈，嗜热微嗜热微生物为主生物为主）、）、腐熟阶段腐熟阶段（嗜温微生物为主）。（嗜温微生物为主）。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 2、好氧堆肥过程、好氧堆肥过程、潜伏阶段、潜伏阶段指堆肥化开始时微生物适应新环境的过程，即驯化过程。指堆肥化开始时微生物适应新环境的过程，即驯化过程。、中温阶段、
29、中温阶段堆层温度堆层温度1545，嗜温菌活跃嗜温菌活跃，可溶性糖类、淀粉等消耗迅速，温度不断升高，可溶性糖类、淀粉等消耗迅速，温度不断升高，以细菌、真菌、放线菌为主。以细菌、真菌、放线菌为主。、高温阶段、高温阶段当堆肥温度上升到当堆肥温度上升到45以上时，即进入堆肥过程的第三阶段（高温阶段），以上时，即进入堆肥过程的第三阶段（高温阶段），堆层温度上升至堆层温度上升至45以上，不到一周可达以上，不到一周可达6570，随后又逐渐降低，随后又逐渐降低。在此阶段，。在此阶段，嗜热性微生物代替嗜温性微生物，堆肥中残留和新形成的可溶性有机物质继续分嗜热性微生物代替嗜温性微生物，堆肥中残留和新形成的可溶性有
30、机物质继续分解转化，复杂的有机物如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始强烈分解。温度上升解转化，复杂的有机物如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始强烈分解。温度上升到到60时，真菌几乎完全停止活动，温度升至时，真菌几乎完全停止活动，温度升至70以上时，对大多数嗜热性微生以上时，对大多数嗜热性微生物已不适宜，微生物大量死亡或进入休眠状态，除一些孢子外所有的病原微生物物已不适宜，微生物大量死亡或进入休眠状态，除一些孢子外所有的病原微生物会在几小时内死亡，其他种类也被破坏。会在几小时内死亡，其他种类也被破坏。其中：其中：50左右，左右，嗜热性真菌、放线菌嗜热性真菌、放线菌活跃活跃；60左右，嗜热性放线菌和细菌活
31、跃左右，嗜热性放线菌和细菌活跃；大于；大于70微生物大量死亡或进入休微生物大量死亡或进入休眠状态。眠状态。、腐热阶段、腐热阶段在此阶段，中温微生物又开始活跃起来，重新成为优势菌。对残余的较为难分解的在此阶段，中温微生物又开始活跃起来，重新成为优势菌。对残余的较为难分解的有机物做进一步分解，腐殖质不断增多，且稳定化。当温度下降并稳定在有机物做进一步分解，腐殖质不断增多，且稳定化。当温度下降并稳定在40左左右时，堆肥基本达到稳定。右时，堆肥基本达到稳定。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Wast
32、eTreatment and Disposal of Solid Waste 3、好氧堆肥的生物化学和生物学、好氧堆肥的生物化学和生物学堆肥过程中的微生物堆肥过程中的微生物固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 3、好氧堆肥的生物化学和生物学、好氧堆肥的生物化学和生物学固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Wast
33、eTreatment and Disposal of Solid Waste 3、好氧堆肥的生物化学和生物学、好氧堆肥的生物化学和生物学固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 3、好氧堆肥的生物化学和生物学、好氧堆肥的生物化学和生物学固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Dis
34、posal of Solid Waste 4、堆肥过程的生物动力学基础、堆肥过程的生物动力学基础固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 降解降解固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 4 堆肥过程中的生物动力学基础堆肥过程中的生物动
35、力学基础 在高浓度底物中，细胞酶系统和底物处于饱和状态，物在高浓度底物中，细胞酶系统和底物处于饱和状态，物料的转化非常迅速，增加底物浓度不会引起底物消耗速率的料的转化非常迅速，增加底物浓度不会引起底物消耗速率的增加，即增加，即Ks S，上式可简化为，上式可简化为反之，在低浓度底物中，底物的供给成为控制步骤，假反之，在低浓度底物中，底物的供给成为控制步骤，假设设S10%)；营养平衡；营养平衡；pH值值(5.5-8.5).物理因素：温度（物理因素：温度（50-60），颗粒度；含水率），颗粒度；含水率(460%)在堆肥化过程中，物料的粒度影响其体密度、内部摩在堆肥化过程中，物料的粒度影响其体密度、内
36、部摩擦力和流动性。足够小的粒度可以增加废物与微生物及擦力和流动性。足够小的粒度可以增加废物与微生物及空间的接触面积，加快生物化学反应速率；理想的粒度空间的接触面积，加快生物化学反应速率；理想的粒度是是25 75mm。对静态堆肥，粒度可适当增大，以起到。对静态堆肥，粒度可适当增大，以起到支撑结构的作用，增加空隙率，有利于通风。支撑结构的作用，增加空隙率，有利于通风。2、好氧堆肥的条件控制、好氧堆肥的条件控制(1)(1)有机物问题有机物问题 对于快速机械化堆肥而言，首要要求是物料热值和对于快速机械化堆肥而言，首要要求是物料热值和产生的温度间的平衡问题。有机质含量低，发酵过程中产生的温度间的平衡问题
37、。有机质含量低，发酵过程中产生热量不足，同时最终肥效低；有机质过高，通风供产生热量不足，同时最终肥效低；有机质过高，通风供氧较为困难，易造成供氧不足而产生恶臭。有机质最适氧较为困难，易造成供氧不足而产生恶臭。有机质最适合范围为合范围为20%-80%。我国多数垃圾无机物含量过高，需对垃圾进行预处我国多数垃圾无机物含量过高，需对垃圾进行预处理，去除无机成分；发酵前掺入一定粪水、污泥等；垃理，去除无机成分；发酵前掺入一定粪水、污泥等；垃圾与污泥混合堆肥。圾与污泥混合堆肥。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of So
38、lid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 2、好氧堆肥的条件控制、好氧堆肥的条件控制(2)碳氮比控制碳氮比控制 碳为微生物生命活动提供能源，氮则用于合成细胞碳为微生物生命活动提供能源，氮则用于合成细胞原生质。堆肥发酵过程中，碳氮比逐渐下降。原生质。堆肥发酵过程中，碳氮比逐渐下降。碳氮比最佳为碳氮比最佳为25-35:1；低于；低于20:1时，微生物繁殖时，微生物繁殖因能因能量不足而受到抑制，分解缓慢且不彻底；高于量不足而受到抑制，分解缓慢且不彻底；高于40：1时，时，堆肥施入土壤导致堆肥施入土壤导致“氮饥饿氮饥饿”，夺取土壤中的氮。，夺取土壤中
39、的氮。通过在垃圾中加入人粪尿、畜粪以及城市污泥等调通过在垃圾中加入人粪尿、畜粪以及城市污泥等调节剂，使碳氮比调到节剂，使碳氮比调到30以下。以下。堆肥过程中堆肥过程中C/P的变化是微生物分解有机物的重要的变化是微生物分解有机物的重要标志，标志，堆肥原料的堆肥原料的C/P应控制在应控制在75 150。堆肥原料的堆肥原料的C/P一般高于此值，排水污泥的一般高于此值，排水污泥的C/P低，可低，可用来作为堆肥原料配料时的调整剂，调整堆肥原料的用来作为堆肥原料配料时的调整剂，调整堆肥原料的C/P比。比。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and
40、Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 2、好氧堆肥的条件控制、好氧堆肥的条件控制固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid
41、Waste （3）堆肥水分控制）堆肥水分控制 水分作用在于：溶解有机物，参与微生物的新陈水分作用在于：溶解有机物，参与微生物的新陈代谢；水分蒸发时散热以调节温度。代谢；水分蒸发时散热以调节温度。含水率含水率50-60%为佳。水分过多，降低游离孔为佳。水分过多，降低游离孔隙，隙，影响空气扩散，易造成厌氧状态，同时产生渗滤液处理影响空气扩散，易造成厌氧状态，同时产生渗滤液处理问题；水分低于问题；水分低于40%，微生物活性降低，堆肥温度随之，微生物活性降低，堆肥温度随之下降。下降。含水率低，添加污水、污泥、人粪尿、粪便含水率低，添加污水、污泥、人粪尿、粪便等；水等；水分过高，将垃圾摊开搅拌，促进水分
42、蒸发，或加入稻分过高，将垃圾摊开搅拌，促进水分蒸发，或加入稻草、谷壳、干叶、木屑和堆肥产品等吸水。草、谷壳、干叶、木屑和堆肥产品等吸水。2、好氧堆肥的条件控制、好氧堆肥的条件控制固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste （4）堆肥温度控制）堆肥温度控制 温度升高是微生物活动剧烈程度的最好参数。温度升高是微生物活动剧烈程度的最好参数。温度影响微生物的生长，高温菌降解效率高于中温菌。温度影响微生物的生长，高温菌降解效率
43、高于中温菌。堆肥初期，处于环境温度，中温菌作用堆肥初期，处于环境温度，中温菌作用l-2d后，堆肥温度便上后，堆肥温度便上升到高温菌的理想温度升到高温菌的理想温度50-60，该温度维持，该温度维持56d，无害化即，无害化即可完成。温度宜控制在可完成。温度宜控制在50-65间，最好间，最好55-60，高于，高于60，微生物生长受到抑制。微生物生长受到抑制。温度过高会过度消耗有机质，并降低温度过高会过度消耗有机质，并降低堆肥产品质量。堆肥产品质量。可通过通风来降低堆体温度，若无通风系统，则通过定可通过通风来降低堆体温度，若无通风系统，则通过定期翻堆来实现通风控温。期翻堆来实现通风控温。2、好氧堆肥的
44、条件控制、好氧堆肥的条件控制固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste （4）堆肥温度控制）堆肥温度控制 2、好氧堆肥的条件控制、好氧堆肥的条件控制固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste （5）通风供氧调控）通风供氧调控 通风作用在于：
45、提供氧气，以促进微生物的发酵过程，通通风作用在于：提供氧气，以促进微生物的发酵过程，通过供气量的控制，调节最适温度；在维持最适温度条件下加大过供气量的控制，调节最适温度；在维持最适温度条件下加大通风量可去除水分。通风量可去除水分。堆肥过程中合适的氧浓度应大于堆肥过程中合适的氧浓度应大于18%，最低不小于，最低不小于8%，否，否则，缺氧使好氧堆肥受限，并产生恶臭。则，缺氧使好氧堆肥受限，并产生恶臭。通风供氧方式包括：通风供氧方式包括：自然扩散自然扩散（一次发酵仅能扩（一次发酵仅能扩20cm厚，厚，二次发酵扩散二次发酵扩散1.5m，故只能用于二次发酵，故只能用于二次发酵）；）；翻堆翻堆（条垛堆肥（
46、条垛堆肥常用）；常用）；强制通风强制通风（正压鼓风、负压抽风、混合通风，强制通（正压鼓风、负压抽风、混合通风，强制通风静态垛系统和发酵仓系统常用）；风静态垛系统和发酵仓系统常用）；翻堆与强制通风结合翻堆与强制通风结合：被被动通风动通风（热空气上升引起的烟囱效应而使空气通过堆体，条垛（热空气上升引起的烟囱效应而使空气通过堆体，条垛堆肥系统常用）。堆肥系统常用）。2、好氧堆肥的条件控制、好氧堆肥的条件控制固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal o
47、f Solid Waste （5）通风供氧调控）通风供氧调控 强制通风控制方式强制通风控制方式：通风速率恒定的时间控制通风速率恒定的时间控制（会造成某些阶段通风过量或（会造成某些阶段通风过量或某些阶段风量不足）；某些阶段风量不足）；通风速率变化的时间控制通风速率变化的时间控制（根据不同的堆肥阶段，间隙（根据不同的堆肥阶段，间隙式通风的风量控制可分为三个阶段：第一阶段，通气量应尽式通风的风量控制可分为三个阶段：第一阶段，通气量应尽量小，以保证在好氧条件的前提下使气体对堆肥的冷却作用量小，以保证在好氧条件的前提下使气体对堆肥的冷却作用最小，使堆肥尽快达到最小，使堆肥尽快达到5560最佳温度范围；第
48、二阶段，最佳温度范围；第二阶段，应加大通气量，使反应热热和散热量持平，以控制堆温不至应加大通气量，使反应热热和散热量持平，以控制堆温不至过高；第三阶段，反应速率因有机物含量的减少而下降，无过高；第三阶段，反应速率因有机物含量的减少而下降，无法产生足够热量以维持最佳堆温，温度开始降低，最好逐渐法产生足够热量以维持最佳堆温，温度开始降低，最好逐渐减小气量）；减小气量）；温度反馈控制；温度反馈控制；O2和和CO2含量反馈控制含量反馈控制 2、好氧堆肥的条件控制、好氧堆肥的条件控制固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal o
49、f Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste （6）堆肥堆肥PH控制控制 pH表征微生物生活环境，同时也是揭示堆肥分解过程的表征微生物生活环境，同时也是揭示堆肥分解过程的一个标志。一个标志。PH在在7.5-8.5时，可获得最大堆肥速率。时，可获得最大堆肥速率。pH一般能一般能通过堆肥过程自身得到调节，没必要添加中和剂，若通过堆肥过程自身得到调节，没必要添加中和剂，若pH过低，过低，可通过通风来补救。可通过通风来补救。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of
50、 Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste 三、好氧堆肥工艺流程三、好氧堆肥工艺流程1前处理（预处理）前处理（预处理）以家畜粪便、污泥等为堆肥原料时，前处理的主要任务是以家畜粪便、污泥等为堆肥原料时，前处理的主要任务是调整水分和碳氮比，或者添加菌种和酶制剂。调整水分和碳氮比，或者添加菌种和酶制剂。以城市垃圾为堆肥原料时，垃圾中含有粗大物件和不能堆以城市垃圾为堆肥原料时，垃圾中含有粗大物件和不能堆肥的物质，故前处理包括破碎、分选、筛分等工序，使堆料肥的物质，故前处理包括破碎、分选、筛分等工序，使堆料表面积增大，便于微生物繁殖，从而提高发酵速