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1、固体废物处理与利用第1页，本讲稿共60页一、生物冶金技术一、生物冶金技术l l概念：利用微生物及其代谢产物氧化、溶浸废物中的有价金概念：利用微生物及其代谢产物氧化、溶浸废物中的有价金概念：利用微生物及其代谢产物氧化、溶浸废物中的有价金概念：利用微生物及其代谢产物氧化、溶浸废物中的有价金属组分，使其得以利用的过程，称为微生物浸出，也称为生属组分，使其得以利用的过程，称为微生物浸出，也称为生属组分，使其得以利用的过程，称为微生物浸出，也称为生属组分，使其得以利用的过程，称为微生物浸出，也称为生物冶金。物冶金。物冶金。物冶金。l l主要用于回收主要用于回收主要用于回收主要用于回收含硫含硫含硫含硫矿业
2、固体中的有价金属，如铜、金、矿业固体中的有价金属，如铜、金、矿业固体中的有价金属，如铜、金、矿业固体中的有价金属，如铜、金、铀、钴、镍、锰、锌、银、铂、钛。铀、钴、镍、锰、锌、银、铂、钛。铀、钴、镍、锰、锌、银、铂、钛。铀、钴、镍、锰、锌、银、铂、钛。（一）浸出微生物（一）浸出微生物（一）浸出微生物（一）浸出微生物l l主要有氧化亚铁硫杆菌、氧化铁硫杆菌、铁氧化钩端主要有氧化亚铁硫杆菌、氧化铁硫杆菌、铁氧化钩端主要有氧化亚铁硫杆菌、氧化铁硫杆菌、铁氧化钩端主要有氧化亚铁硫杆菌、氧化铁硫杆菌、铁氧化钩端螺菌和嗜酸热硫化叶菌等。螺菌和嗜酸热硫化叶菌等。螺菌和嗜酸热硫化叶菌等。螺菌和嗜酸热硫化叶菌等
3、。l l特点：化能自养菌；嗜酸好气；起生物催化剂作用。特点：化能自养菌；嗜酸好气；起生物催化剂作用。特点：化能自养菌；嗜酸好气；起生物催化剂作用。特点：化能自养菌；嗜酸好气；起生物催化剂作用。第2页，本讲稿共60页1 1 1 1、细菌的直接作用：细菌的直接作用：细菌的直接作用：细菌的直接作用：附着于矿物表面的细菌直接催化附着于矿物表面的细菌直接催化附着于矿物表面的细菌直接催化附着于矿物表面的细菌直接催化矿物使矿物使矿物使矿物使矿物氧化分解矿物氧化分解矿物氧化分解矿物氧化分解，并从中，并从中，并从中，并从中直接得到能源和其他直接得到能源和其他直接得到能源和其他直接得到能源和其他矿物营养元素矿物营
4、养元素矿物营养元素矿物营养元素满足自身生长需要。满足自身生长需要。满足自身生长需要。满足自身生长需要。2 2 2 2、细菌的间接作用：细菌的间接作用：细菌的间接作用：细菌的间接作用：依靠细菌的依靠细菌的依靠细菌的依靠细菌的代谢产物代谢产物代谢产物代谢产物硫酸铁硫酸铁硫酸铁硫酸铁的氧化作用的氧化作用的氧化作用的氧化作用，细菌，细菌，细菌，细菌间接间接间接间接地从矿物中获得生长所需的能地从矿物中获得生长所需的能地从矿物中获得生长所需的能地从矿物中获得生长所需的能源和基质。源和基质。源和基质。源和基质。（二）浸出机理（二）浸出机理一、生物冶金技术第3页，本讲稿共60页（三）浸出方法（三）浸出方法1
5、1 1 1、槽浸：槽浸：槽浸：槽浸：是将是将是将是将细菌酸性硫酸高铁浸出剂细菌酸性硫酸高铁浸出剂细菌酸性硫酸高铁浸出剂细菌酸性硫酸高铁浸出剂与与与与废物废物废物废物在反应槽中在反应槽中在反应槽中在反应槽中混合，机械搅拌混合，机械搅拌混合，机械搅拌混合，机械搅拌通气通气通气通气或气升搅拌，然后从浸出液中回收金属。或气升搅拌，然后从浸出液中回收金属。或气升搅拌，然后从浸出液中回收金属。或气升搅拌，然后从浸出液中回收金属。适用于适用于适用于适用于高品位、贵金属高品位、贵金属高品位、贵金属高品位、贵金属的浸出。的浸出。的浸出。的浸出。2 2 2 2、堆浸法：堆浸法：堆浸法：堆浸法：在在在在倾斜倾斜倾斜
6、倾斜的地面上，不渗漏的的地面上，不渗漏的的地面上，不渗漏的的地面上，不渗漏的基础盘床基础盘床基础盘床基础盘床，矿业废物堆，矿业废物堆，矿业废物堆，矿业废物堆积其上，积其上，积其上，积其上，喷洒浸出剂喷洒浸出剂喷洒浸出剂喷洒浸出剂，从，从，从，从浸出液浸出液浸出液浸出液中回收金属。中回收金属。中回收金属。中回收金属。3 3 3 3、原位浸出法：原位浸出法：原位浸出法：原位浸出法：利用自然或人工形成的矿区地面裂缝，将利用自然或人工形成的矿区地面裂缝，将利用自然或人工形成的矿区地面裂缝，将利用自然或人工形成的矿区地面裂缝，将浸浸浸浸出剂注入矿床出剂注入矿床出剂注入矿床出剂注入矿床中，从矿床中中，从矿
7、床中中，从矿床中中，从矿床中抽出浸出液抽出浸出液抽出浸出液抽出浸出液回收金属。回收金属。回收金属。回收金属。一、生物冶金技术第4页，本讲稿共60页二、生物浮选技术二、生物浮选技术概念：以微生物作为浮选药剂对废物中的重金属加以分离，概念：以微生物作为浮选药剂对废物中的重金属加以分离，概念：以微生物作为浮选药剂对废物中的重金属加以分离，概念：以微生物作为浮选药剂对废物中的重金属加以分离，使其得以利用的过程。主要用于回收低品位使其得以利用的过程。主要用于回收低品位使其得以利用的过程。主要用于回收低品位使其得以利用的过程。主要用于回收低品位非硫尾矿和非硫尾矿和非硫尾矿和非硫尾矿和废石废石废石废石中有价
8、金属。中有价金属。中有价金属。中有价金属。（一）微生物的表面性质（一）微生物的表面性质1 1、微生物表面具有不同的电性和电量微生物表面具有不同的电性和电量。2 2、微生物表面具有不同程度的润湿性。微生物表面具有不同程度的润湿性。取决于取决于表面脂肪酸基等疏水基团所占面积与亲水区表面脂肪酸基等疏水基团所占面积与亲水区面积之比。面积之比。据此据此可分别作为可分别作为浮选调整剂、捕收剂、絮凝剂浮选调整剂、捕收剂、絮凝剂和分散剂和分散剂等使用。等使用。第5页，本讲稿共60页（二）微生物浮选药剂浮选机理（二）微生物浮选药剂浮选机理1 1、微生物絮凝剂：选择性絮凝颗粒，将颗粒连接成絮微生物絮凝剂：选择性絮
9、凝颗粒，将颗粒连接成絮微生物絮凝剂：选择性絮凝颗粒，将颗粒连接成絮微生物絮凝剂：选择性絮凝颗粒，将颗粒连接成絮团。团。团。团。疏水性微生物形成絮团的速度更快。性能类疏水性微生物形成絮团的速度更快。性能类疏水性微生物形成絮团的速度更快。性能类疏水性微生物形成絮团的速度更快。性能类似或优于聚丙烯酰胺的性质，如浮油藻类和草分似或优于聚丙烯酰胺的性质，如浮油藻类和草分似或优于聚丙烯酰胺的性质，如浮油藻类和草分似或优于聚丙烯酰胺的性质，如浮油藻类和草分支杆菌等，架桥絮凝。支杆菌等，架桥絮凝。支杆菌等，架桥絮凝。支杆菌等，架桥絮凝。2 2、微生物调整剂：通过直接吸附或表面氧化作用微生物调整剂：通过直接吸附
10、或表面氧化作用实现。实现。3、微生物捕收剂：微生物本身、其代谢产物（糖、脂、微生物捕收剂：微生物本身、其代谢产物（糖、脂、微生物捕收剂：微生物本身、其代谢产物（糖、脂、微生物捕收剂：微生物本身、其代谢产物（糖、脂肽、磷脂、脂肪酸、中性脂）肽、磷脂、脂肪酸、中性脂）肽、磷脂、脂肪酸、中性脂）肽、磷脂、脂肪酸、中性脂）等等等等表面活性剂表面活性剂表面活性剂表面活性剂都可作为都可作为都可作为都可作为浮选捕收剂使用。浮选捕收剂使用。浮选捕收剂使用。浮选捕收剂使用。二、生物浮选技术适当条件下还可作为起泡剂使用第6页，本讲稿共60页三、生物转化技术三、生物转化技术之一好氧堆肥之一好氧堆肥生物转化技术生物转
11、化技术生物转化技术生物转化技术就是利用微生物的分解、转化将固体废物中易于生物降就是利用微生物的分解、转化将固体废物中易于生物降就是利用微生物的分解、转化将固体废物中易于生物降就是利用微生物的分解、转化将固体废物中易于生物降解的有机组分转化为腐殖肥料、沼气或其他化学转化品，从而达到固体废解的有机组分转化为腐殖肥料、沼气或其他化学转化品，从而达到固体废解的有机组分转化为腐殖肥料、沼气或其他化学转化品，从而达到固体废解的有机组分转化为腐殖肥料、沼气或其他化学转化品，从而达到固体废物无害化的一种处理方法。物无害化的一种处理方法。物无害化的一种处理方法。物无害化的一种处理方法。（一）堆肥化的定义与分类（
12、一）堆肥化的定义与分类（一）堆肥化的定义与分类（一）堆肥化的定义与分类l l堆肥化堆肥化堆肥化堆肥化(Composting)(Composting)是在控制条件下，使来源于生物的有机废物发生是在控制条件下，使来源于生物的有机废物发生是在控制条件下，使来源于生物的有机废物发生是在控制条件下，使来源于生物的有机废物发生生物稳定作用生物稳定作用生物稳定作用生物稳定作用(Biostablization)(Biostablization)的过程。的过程。的过程。的过程。具体讲就是依靠自然界广泛分布具体讲就是依靠自然界广泛分布具体讲就是依靠自然界广泛分布具体讲就是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微
13、生物，在一定的人工条件下，有控制地促进可被的细菌、放线菌、真菌等微生物，在一定的人工条件下，有控制地促进可被的细菌、放线菌、真菌等微生物，在一定的人工条件下，有控制地促进可被的细菌、放线菌、真菌等微生物，在一定的人工条件下，有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程，其实质是一种发酵生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程，其实质是一种发酵生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程，其实质是一种发酵生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程，其实质是一种发酵过程。过程。过程。过程。l l废物经过堆肥化处理，制得的成品叫做堆肥废物经过堆肥化处理，制得的成
14、品叫做堆肥废物经过堆肥化处理，制得的成品叫做堆肥废物经过堆肥化处理，制得的成品叫做堆肥(Compost)(Compost)。它是一类棕色的、。它是一类棕色的、。它是一类棕色的、。它是一类棕色的、泥炭般的腐殖质含量很高的疏松物质，故也称为泥炭般的腐殖质含量很高的疏松物质，故也称为泥炭般的腐殖质含量很高的疏松物质，故也称为泥炭般的腐殖质含量很高的疏松物质，故也称为“腐殖土腐殖土腐殖土腐殖土”。第7页，本讲稿共60页分类：根据堆肥化过程中氧气的供应情况可以把堆肥化过程分成两种。分类：根据堆肥化过程中氧气的供应情况可以把堆肥化过程分成两种。分类：根据堆肥化过程中氧气的供应情况可以把堆肥化过程分成两种。
15、分类：根据堆肥化过程中氧气的供应情况可以把堆肥化过程分成两种。1 1 1 1、好氧堆肥（高温堆肥）：、好氧堆肥（高温堆肥）：、好氧堆肥（高温堆肥）：、好氧堆肥（高温堆肥）：在通气条件好，氧气充足的条件下在通气条件好，氧气充足的条件下在通气条件好，氧气充足的条件下在通气条件好，氧气充足的条件下通过好氧微生物的代谢活动降解有机物。通过好氧微生物的代谢活动降解有机物。通过好氧微生物的代谢活动降解有机物。通过好氧微生物的代谢活动降解有机物。特点：一般在特点：一般在特点：一般在特点：一般在5555555560606060时比较好，有时可高达时比较好，有时可高达时比较好，有时可高达时比较好，有时可高达80
16、80808090909090，堆制周，堆制周，堆制周，堆制周期短，也称为高温堆肥或高温快速堆肥期短，也称为高温堆肥或高温快速堆肥期短，也称为高温堆肥或高温快速堆肥期短，也称为高温堆肥或高温快速堆肥 。2 2 2 2、厌氧堆肥：是、厌氧堆肥：是、厌氧堆肥：是、厌氧堆肥：是在氧气不足的条件下借助厌氧微生物发酵堆肥。在氧气不足的条件下借助厌氧微生物发酵堆肥。在氧气不足的条件下借助厌氧微生物发酵堆肥。在氧气不足的条件下借助厌氧微生物发酵堆肥。特点：堆制温度低，工艺较简单，成品堆肥中氮素保留比较多，但堆特点：堆制温度低，工艺较简单，成品堆肥中氮素保留比较多，但堆特点：堆制温度低，工艺较简单，成品堆肥中氮
17、素保留比较多，但堆特点：堆制温度低，工艺较简单，成品堆肥中氮素保留比较多，但堆制周期过长，需制周期过长，需制周期过长，需制周期过长，需3 3 3 312121212个月，异味浓烈，分解不够充分。个月，异味浓烈，分解不够充分。个月，异味浓烈，分解不够充分。个月，异味浓烈，分解不够充分。第8页，本讲稿共60页合成合成合成合成(同同同同化化化化作作作作用用用用)氧化氧化氧化氧化堆肥有机物堆肥有机物堆肥有机物堆肥有机物(含含含含C C、HH、OO、NN、SS、P)P)，氧，微生物氧，微生物氧，微生物氧，微生物细胞物质细胞物质细胞物质细胞物质(微生物繁殖微生物繁殖微生物繁殖微生物繁殖)COCO2 2，H
18、H2 2OO，NHNH3 3，POPO4 42-2-，SOSO4 42-2-能量能量能量能量随水或气随水或气随水或气随水或气体排入环境体排入环境体排入环境体排入环境释放能量释放能量释放能量释放能量转化为热转化为热转化为热转化为热供生物合成用供生物合成用供生物合成用供生物合成用(异异异异化化化化作作作作用用用用)+腐殖物腐殖物腐殖物腐殖物质质质质+（二）好氧堆肥原理（二）好氧堆肥原理1、好氧堆肥过程、好氧堆肥过程堆肥有机物分解过程图堆肥有机物分解过程图堆肥有机物分解过程图堆肥有机物分解过程图 第9页，本讲稿共60页堆制初期，堆制初期，1545，嗜温性微生物，嗜温性微生物利用堆肥中利用堆肥中可溶性
19、有机物可溶性有机物进行旺盛繁殖。进行旺盛繁殖。温度不断上升温度不断上升，此，此阶段以阶段以中温、需氧型中温、需氧型微生物为主，一些无芽孢细菌，微生物为主，一些无芽孢细菌，真菌和放线菌真菌和放线菌。在目前的堆肥化设备中，此阶段。在目前的堆肥化设备中，此阶段一般在一般在12小时小时以内。以内。（1）中温阶段（产热或起始阶段）中温阶段（产热或起始阶段）第10页，本讲稿共60页45以上，嗜热性微生物为主，复杂的有机物以上，嗜热性微生物为主，复杂的有机物如如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始被强烈分解。半纤维素、纤维素和蛋白质等开始被强烈分解。5050左右主要是嗜热性真菌和放线菌；左右主要是嗜热性真菌和放线
20、菌；左右主要是嗜热性真菌和放线菌；左右主要是嗜热性真菌和放线菌；6060时，几乎仅为嗜热性放线菌和细菌在活动；时，几乎仅为嗜热性放线菌和细菌在活动；时，几乎仅为嗜热性放线菌和细菌在活动；时，几乎仅为嗜热性放线菌和细菌在活动；7070以上大多数嗜热性微生物不适应，大批死亡、休眠。以上大多数嗜热性微生物不适应，大批死亡、休眠。以上大多数嗜热性微生物不适应，大批死亡、休眠。以上大多数嗜热性微生物不适应，大批死亡、休眠。大多数微生物在大多数微生物在4565范围范围内最活跃，所以内最活跃，所以最佳最佳温度一般为温度一般为55，最易分解有机物，病原菌和寄最易分解有机物，病原菌和寄生虫大多数可被杀死生虫大多
21、数可被杀死。（2）高温阶段）高温阶段第11页，本讲稿共60页微微生生物物活活性性示示意意图图1.微生物活性2.O2利用率0时间对数增长期减速增长期内源呼吸期微生物在高温阶段的生长过程细分为：对数生长期、减速生长期和内源呼吸期。此后，堆积层内开始发生腐殖质的形成过程。第12页，本讲稿共60页在在内源呼吸后期内源呼吸后期，只剩下部分，只剩下部分较难分解的较难分解的有机物和新形成的腐殖质有机物和新形成的腐殖质，此时，此时微生物的活性微生物的活性下降，发热量减少，温度下降下降，发热量减少，温度下降。嗜温性嗜温性微生物微生物又占优势，又占优势，腐殖质不断增多且稳定化腐殖质不断增多且稳定化，堆肥进堆肥进入
22、腐熟阶段，需氧量和含水量降低。入腐熟阶段，需氧量和含水量降低。降温后，需氧量大大减少，含水率也降低。降温后，需氧量大大减少，含水率也降低。堆肥物孔隙增大，氧扩散能力增强堆肥物孔隙增大，氧扩散能力增强，此时只须，此时只须自然通风，自然通风，最终使堆肥稳定，完成堆肥过程。最终使堆肥稳定，完成堆肥过程。（3）降温阶段）降温阶段(腐熟阶段腐熟阶段)第13页，本讲稿共60页2、好氧堆肥化反应机理、好氧堆肥化反应机理 有机物的氧化有机物的氧化有机物的氧化有机物的氧化l l不含氮的有机物（不含氮的有机物（CxHHy yOz z）CCx xHyOOz z +(+(x+1/2+1/2y y-1/2-1/2z z
23、)O)O2 2x xCOCO2 2+1/2y yHH2O+O+能量能量能量能量l l含氮的有机物含氮的有机物含氮的有机物含氮的有机物(C(Cs sHt tN Nu uOOv vaHaH2 2O)O)C Cs sHHt tN Nu uOOv aHH2O+O+bOO2 2CCw wHHx xN Ny yOOz c cHH2 2O(堆肥堆肥)+d dHH2 2OO(气气气气)+)+e eHH2O(O(液液液液)+)+f fCOCO2 2+g gNHNH3 3+能量能量能量能量l l由于氧化分解减量化所以堆肥成品由于氧化分解减量化所以堆肥成品(CwHxNyOzcH2O)与堆肥原料与堆肥原料(CsHtN
24、uOvaH2O)之之比为比为0.30.5。通常可取如下数值范围：。通常可取如下数值范围：w=510，x=717，y=1，z=28。第14页，本讲稿共60页细胞质的合成（包括有机物的氧化以细胞质的合成（包括有机物的氧化以细胞质的合成（包括有机物的氧化以细胞质的合成（包括有机物的氧化以NHNH3为氮源）。为氮源）。为氮源）。为氮源）。n n(Cx xHHy yOz z)+NH3+(+(nxnx+nyny/4-/4-nznz/2-5x x)O)O22CC5HH7 7NONO2 2(细胞细胞质质)+()+(nxnx-5)CO2+1/2(+1/2(nyny-4)H-4)H2 2O+O+能量能量细胞质的氧
25、化细胞质的氧化细胞质的氧化细胞质的氧化C C5 5HH7NONO2 2(细胞质细胞质细胞质细胞质)+5O)+5O225CO5CO2 2+2H+2H2 2O+NHO+NH3 3+能量能量能量能量第15页，本讲稿共60页好好好好氧氧氧氧堆堆堆堆肥肥肥肥化化化化能能能能提提提提供供供供杀杀杀杀灭灭灭灭病病病病原原原原体体体体所所所所需需需需要要要要的的的的热热热热量量量量，（病病病病原原原原体体体体）细细细细胞胞胞胞的的的的热热热热死死死死主主主主要要要要是是是是由于酶的热灭活所致。由于酶的热灭活所致。由于酶的热灭活所致。由于酶的热灭活所致。其依据的理论主要是热灭活理论。其依据的理论主要是热灭活理论
26、。其依据的理论主要是热灭活理论。其依据的理论主要是热灭活理论。热灭活有关理论指出：热灭活有关理论指出：热灭活有关理论指出：热灭活有关理论指出：(1)(1)温温温温度度度度超超超超过过过过一一一一定定定定范范范范围围围围时时时时，以以以以活活活活性性性性型型型型存存存存在在在在的的的的酶酶酶酶将将将将明明明明显显显显降降降降低低低低，大大大大部部部部分分分分将将将将呈呈呈呈变变变变性性性性(灭活灭活灭活灭活)型。细胞会失去功能而死亡。型。细胞会失去功能而死亡。型。细胞会失去功能而死亡。型。细胞会失去功能而死亡。(2)(2)热热热热灭灭灭灭活活活活作作作作用用用用是是是是温温温温度度度度与与与与时
27、时时时间间间间两两两两者者者者的的的的函函函函数数数数，即即即即经经经经历历历历高高高高温温温温短短短短时时时时间间间间或或或或者者者者低低低低温温温温长长长长时时时时间间间间同样有效，如下表所示。同样有效，如下表所示。同样有效，如下表所示。同样有效，如下表所示。(3)(3)在低温下，灭活是可逆的；而在高温下，则是不可逆的。在低温下，灭活是可逆的；而在高温下，则是不可逆的。在低温下，灭活是可逆的；而在高温下，则是不可逆的。在低温下，灭活是可逆的；而在高温下，则是不可逆的。实实实实际际际际因因因因素素素素会会会会限限限限制制制制热热热热灭灭灭灭活活活活效效效效率率率率，所所所所以以以以实实实实际
28、际际际操操操操作作作作时时时时，堆堆堆堆肥肥肥肥无无无无害害害害化化化化温温温温度度度度时时时时间间间间条条条条件件件件要要要要比比比比理理理理论论论论上上上上更更更更高高高高一一一一些些些些。即即即即在在在在较较较较高高高高的的的的温温温温度度度度维维维维持持持持较较较较长长长长时时时时间，才能达到无害化要求。间，才能达到无害化要求。间，才能达到无害化要求。间，才能达到无害化要求。3、堆肥无害化的机理、堆肥无害化的机理热灭活理论热灭活理论第16页，本讲稿共60页(1)(1)来源和作用来源和作用来源和作用来源和作用：有机废物里面固有的；人工加入的特殊菌种。在一定条件下：有机废物里面固有的；人工
29、加入的特殊菌种。在一定条件下：有机废物里面固有的；人工加入的特殊菌种。在一定条件下：有机废物里面固有的；人工加入的特殊菌种。在一定条件下对某些对某些对某些对某些有机物废物有机物废物有机物废物有机物废物具有较强的具有较强的具有较强的具有较强的分解分解分解分解能力，活性强、繁殖快、分解力能力，活性强、繁殖快、分解力能力，活性强、繁殖快、分解力能力，活性强、繁殖快、分解力强，能加速反应进程，缩短反应时间。强，能加速反应进程，缩短反应时间。强，能加速反应进程，缩短反应时间。强，能加速反应进程，缩短反应时间。(2)(2)种类：种类：种类：种类：细菌：细菌：细菌：细菌：形体最小、数量最多，形体最小、数量最
30、多，形体最小、数量最多，形体最小、数量最多，分解大部分的有机物并产生分解大部分的有机物并产生分解大部分的有机物并产生分解大部分的有机物并产生热量；热量；热量；热量；放线菌：分解纤维素、木质素、角质素和蛋白质等复杂有放线菌：分解纤维素、木质素、角质素和蛋白质等复杂有放线菌：分解纤维素、木质素、角质素和蛋白质等复杂有放线菌：分解纤维素、木质素、角质素和蛋白质等复杂有机物，散发泥土气息机物，散发泥土气息机物，散发泥土气息机物，散发泥土气息，如树皮报纸等硬物；，如树皮报纸等硬物；，如树皮报纸等硬物；，如树皮报纸等硬物；真菌：在堆肥后期与真菌：在堆肥后期与真菌：在堆肥后期与真菌：在堆肥后期与细菌竞争食物
31、，更耐低温细菌竞争食物，更耐低温细菌竞争食物，更耐低温细菌竞争食物，更耐低温，部分真菌需氮比细菌低，能够，部分真菌需氮比细菌低，能够，部分真菌需氮比细菌低，能够，部分真菌需氮比细菌低，能够分解木质素，分解木质素，分解木质素，分解木质素，细菌则不能；细菌则不能；细菌则不能；细菌则不能；微型生物：微型生物：微型生物：微型生物：如轮虫、线虫、跳虫、潮虫、甲虫和如轮虫、线虫、跳虫、潮虫、甲虫和如轮虫、线虫、跳虫、潮虫、甲虫和如轮虫、线虫、跳虫、潮虫、甲虫和蚯蚓，在堆肥中移动和吞食，消纳部分有机废物，增大表面积，蚯蚓，在堆肥中移动和吞食，消纳部分有机废物，增大表面积，蚯蚓，在堆肥中移动和吞食，消纳部分有
32、机废物，增大表面积，蚯蚓，在堆肥中移动和吞食，消纳部分有机废物，增大表面积，并促进微生物的生命活动。并促进微生物的生命活动。并促进微生物的生命活动。并促进微生物的生命活动。4、堆肥微生物、堆肥微生物第17页，本讲稿共60页5、影响堆肥化的因素、影响堆肥化的因素（1 1）化学因素）化学因素）化学因素）化学因素C/NC/N和和和和C/PC/P比比比比:初始物料的初始物料的初始物料的初始物料的C/NC/N比在比在比在比在30:130:1较好，最佳为较好，最佳为较好，最佳为较好，最佳为25:135:1;C/P25:135:1;C/P比在比在比在比在7515075150为宜。为保证成品肥料中的为宜。为保
33、证成品肥料中的为宜。为保证成品肥料中的为宜。为保证成品肥料中的C/NC/N比为比为比为比为101020:120:1，初始原料的一般，初始原料的一般，初始原料的一般，初始原料的一般C/NC/N比都高比都高比都高比都高于最佳值，多为于最佳值，多为于最佳值，多为于最佳值，多为35:135:1。氧浓度氧浓度氧浓度氧浓度:适宜的氧浓度为适宜的氧浓度为适宜的氧浓度为适宜的氧浓度为18%,18%,最低不应小于最低不应小于最低不应小于最低不应小于8%8%。营养元素营养元素营养元素营养元素:足够的足够的足够的足够的KK和微量元素对于微生物的新陈代谢是必须的，一般它们不是限和微量元素对于微生物的新陈代谢是必须的，
34、一般它们不是限和微量元素对于微生物的新陈代谢是必须的，一般它们不是限和微量元素对于微生物的新陈代谢是必须的，一般它们不是限制条件。制条件。制条件。制条件。pHpH值值值值:堆肥微生物最佳的堆肥微生物最佳的堆肥微生物最佳的堆肥微生物最佳的pH=5.58.5pH=5.58.5。（2 2）物理因素）物理因素）物理因素）物理因素温度温度温度温度:一般认为最佳温度在一般认为最佳温度在一般认为最佳温度在一般认为最佳温度在50655065之间。之间。之间。之间。颗粒尺寸颗粒尺寸颗粒尺寸颗粒尺寸:适宜的粒径范围是适宜的粒径范围是适宜的粒径范围是适宜的粒径范围是1260mm1260mm。含水率含水率含水率含水率
35、:堆肥原料的最佳含水率通常是在堆肥原料的最佳含水率通常是在堆肥原料的最佳含水率通常是在堆肥原料的最佳含水率通常是在50%60%50%60%。第18页，本讲稿共60页（三）（三）堆肥的基本工序堆肥的基本工序1 1 1 1、前处理、前处理、前处理、前处理 以以以以城市生活垃圾城市生活垃圾城市生活垃圾城市生活垃圾为堆肥原料时为堆肥原料时为堆肥原料时为堆肥原料时,包括包括包括包括破碎、分选、筛分破碎、分选、筛分破碎、分选、筛分破碎、分选、筛分等工等工等工等工序序序序 ；以；以；以；以家畜粪便、污泥家畜粪便、污泥家畜粪便、污泥家畜粪便、污泥等为堆肥原料时，主要任务是等为堆肥原料时，主要任务是等为堆肥原料
36、时，主要任务是等为堆肥原料时，主要任务是调整调整调整调整水分和碳氮比水分和碳氮比水分和碳氮比水分和碳氮比，或者，或者，或者，或者添加菌种和酶制剂添加菌种和酶制剂添加菌种和酶制剂添加菌种和酶制剂，以促进发酵过程正，以促进发酵过程正，以促进发酵过程正，以促进发酵过程正常或快速进行。常或快速进行。常或快速进行。常或快速进行。降低水分、增加透气性、调整碳氮比的主要方法是添加有机降低水分、增加透气性、调整碳氮比的主要方法是添加有机降低水分、增加透气性、调整碳氮比的主要方法是添加有机降低水分、增加透气性、调整碳氮比的主要方法是添加有机调理剂和膨胀剂。调理剂和膨胀剂。调理剂和膨胀剂。调理剂和膨胀剂。2 2
37、2 2、主发酵（一次发酵）、主发酵（一次发酵）、主发酵（一次发酵）、主发酵（一次发酵）将堆肥化物料将堆肥化物料将堆肥化物料将堆肥化物料温度升高到开始降低为止温度升高到开始降低为止温度升高到开始降低为止温度升高到开始降低为止的阶段，称为主发酵的阶段，称为主发酵的阶段，称为主发酵的阶段，称为主发酵阶段（或主发酵期）。堆肥过程的中温阶段和高温阶段，阶段（或主发酵期）。堆肥过程的中温阶段和高温阶段，阶段（或主发酵期）。堆肥过程的中温阶段和高温阶段，阶段（或主发酵期）。堆肥过程的中温阶段和高温阶段，时间时间时间时间约约约约4 4 4 412121212天。天。天。天。第19页，本讲稿共60页3 3 3
38、3、后发酵（二次发酵）、后发酵（二次发酵）、后发酵（二次发酵）、后发酵（二次发酵）将主发酵尚未分解的易分解和较难分解的有机物进一步分将主发酵尚未分解的易分解和较难分解的有机物进一步分将主发酵尚未分解的易分解和较难分解的有机物进一步分将主发酵尚未分解的易分解和较难分解的有机物进一步分解，使之变成腐殖酸、氨基酸等较稳定的有机物，得到完解，使之变成腐殖酸、氨基酸等较稳定的有机物，得到完解，使之变成腐殖酸、氨基酸等较稳定的有机物，得到完解，使之变成腐殖酸、氨基酸等较稳定的有机物，得到完全成熟的堆肥制品。也称为熟化阶段，堆肥过程的腐熟阶全成熟的堆肥制品。也称为熟化阶段，堆肥过程的腐熟阶全成熟的堆肥制品。
39、也称为熟化阶段，堆肥过程的腐熟阶全成熟的堆肥制品。也称为熟化阶段，堆肥过程的腐熟阶段，发酵时间通常在段，发酵时间通常在段，发酵时间通常在段，发酵时间通常在2020202030303030天以上天以上天以上天以上。4 4 4 4、后处理、后处理、后处理、后处理 分选以去除杂物，并根据需要再破碎。分选以去除杂物，并根据需要再破碎。分选以去除杂物，并根据需要再破碎。分选以去除杂物，并根据需要再破碎。5 5 5 5、脱臭、脱臭、脱臭、脱臭 化学除臭剂除臭、碱水和水溶液过滤、熟堆肥或活性炭、沸石化学除臭剂除臭、碱水和水溶液过滤、熟堆肥或活性炭、沸石化学除臭剂除臭、碱水和水溶液过滤、熟堆肥或活性炭、沸石化
40、学除臭剂除臭、碱水和水溶液过滤、熟堆肥或活性炭、沸石等吸附剂过滤。例：土壤过滤器。等吸附剂过滤。例：土壤过滤器。等吸附剂过滤。例：土壤过滤器。等吸附剂过滤。例：土壤过滤器。6 6 6 6、贮存、贮存、贮存、贮存 堆肥一般在春秋两季使用，夏冬两季生产的堆肥只能贮存，所以要堆肥一般在春秋两季使用，夏冬两季生产的堆肥只能贮存，所以要堆肥一般在春秋两季使用，夏冬两季生产的堆肥只能贮存，所以要堆肥一般在春秋两季使用，夏冬两季生产的堆肥只能贮存，所以要建立可贮存建立可贮存建立可贮存建立可贮存6 6 6 6个月生产量的库房。贮存方式可直接堆存在二个月生产量的库房。贮存方式可直接堆存在二个月生产量的库房。贮存
41、方式可直接堆存在二个月生产量的库房。贮存方式可直接堆存在二次发酵仓中或袋装，要求干燥而透气。次发酵仓中或袋装，要求干燥而透气。次发酵仓中或袋装，要求干燥而透气。次发酵仓中或袋装，要求干燥而透气。第20页，本讲稿共60页（四）堆肥系统及主要技术环节不同堆肥技术的不同堆肥技术的不同堆肥技术的不同堆肥技术的主要区别主要区别主要区别主要区别在于在于在于在于维持堆体物料均匀及通气条件所维持堆体物料均匀及通气条件所维持堆体物料均匀及通气条件所维持堆体物料均匀及通气条件所使用的技术手段的不同使用的技术手段的不同使用的技术手段的不同使用的技术手段的不同。堆肥化系统有多种分类方法。堆肥化系统有多种分类方法。堆肥
42、化系统有多种分类方法。堆肥化系统有多种分类方法。按按按按堆制方式堆制方式堆制方式堆制方式可分为间歇堆积法和连续堆积法；可分为间歇堆积法和连续堆积法；可分为间歇堆积法和连续堆积法；可分为间歇堆积法和连续堆积法；按按按按需氧程度需氧程度需氧程度需氧程度分为有好氧堆肥和厌氧堆肥；分为有好氧堆肥和厌氧堆肥；分为有好氧堆肥和厌氧堆肥；分为有好氧堆肥和厌氧堆肥；按按按按温度温度温度温度分为有中温堆肥和高温堆肥；分为有中温堆肥和高温堆肥；分为有中温堆肥和高温堆肥；分为有中温堆肥和高温堆肥；按按按按技术技术技术技术分为有露天堆肥（野积式堆肥）和机械密封堆肥（工厂化分为有露天堆肥（野积式堆肥）和机械密封堆肥（工
43、厂化分为有露天堆肥（野积式堆肥）和机械密封堆肥（工厂化分为有露天堆肥（野积式堆肥）和机械密封堆肥（工厂化机械堆肥）机械堆肥）机械堆肥）机械堆肥）；按按按按原料发酵所处状态原料发酵所处状态原料发酵所处状态原料发酵所处状态分为静态发酵法和动态发酵法。分为静态发酵法和动态发酵法。分为静态发酵法和动态发酵法。分为静态发酵法和动态发酵法。在众多分类方法中，在众多分类方法中，在众多分类方法中，在众多分类方法中，HaugHaug的分类比较具有系统性。的分类比较具有系统性。的分类比较具有系统性。的分类比较具有系统性。第21页，本讲稿共60页系统固体流向供气方式或反应器类型反应器床层、形状或固体流态开放式开放式
44、系统系统搅拌固体床搅拌固体床（条垛式）（条垛式）自然通风式自然通风式强制通风式强制通风式静态固体床静态固体床强制通风静态垛式强制通风静态垛式自然通风式自然通风式反应器反应器系统系统垂直固体流垂直固体流 搅拌固体床搅拌固体床多床式多床式多层式多层式筒仓式反应器筒仓式反应器气固逆流式气固逆流式 气固错流式气固错流式水平和倾斜固体流水平和倾斜固体流 滚动固体床滚动固体床（转筒或转鼓）（转筒或转鼓）分散流式分散流式蜂窝式蜂窝式完全混合式完全混合式搅拌固体床搅拌固体床（搅拌箱或开放槽）（搅拌箱或开放槽）圆形圆形长方形长方形静态固体床（管状）静态固体床（管状）推进式推进式输送带式输送带式静止式（堆肥箱）静
45、止式（堆肥箱）第22页，本讲稿共60页1 1、条垛式系统、条垛式系统、条垛式系统、条垛式系统将堆肥物料以条垛式条堆状堆置，在好氧条件下进行发酵。将堆肥物料以条垛式条堆状堆置，在好氧条件下进行发酵。将堆肥物料以条垛式条堆状堆置，在好氧条件下进行发酵。将堆肥物料以条垛式条堆状堆置，在好氧条件下进行发酵。垛的断垛的断垛的断垛的断面可以是面可以是面可以是面可以是梯形、不规则四边形或三角形梯形、不规则四边形或三角形梯形、不规则四边形或三角形梯形、不规则四边形或三角形。条垛式堆肥的特点是。条垛式堆肥的特点是。条垛式堆肥的特点是。条垛式堆肥的特点是通过通过通过通过定期翻堆定期翻堆定期翻堆定期翻堆来实现堆体中
46、的有氧状态。条垛式堆肥一次发来实现堆体中的有氧状态。条垛式堆肥一次发来实现堆体中的有氧状态。条垛式堆肥一次发来实现堆体中的有氧状态。条垛式堆肥一次发酵周期为酵周期为酵周期为酵周期为1 13 3个月。该堆肥过程由个月。该堆肥过程由个月。该堆肥过程由个月。该堆肥过程由预处理、建堆、翻堆和储存预处理、建堆、翻堆和储存预处理、建堆、翻堆和储存预处理、建堆、翻堆和储存4 4个工序组成。主要技术环节有以下几点：个工序组成。主要技术环节有以下几点：个工序组成。主要技术环节有以下几点：个工序组成。主要技术环节有以下几点：这里主要介绍常用的这里主要介绍常用的这里主要介绍常用的这里主要介绍常用的条垛式、强制通风静
47、态垛系条垛式、强制通风静态垛系统和重要的反应器系统统和重要的反应器系统的主要技术环节。的主要技术环节。第23页，本讲稿共60页（1 1 1 1）场地）场地）场地）场地 空间空间空间空间：应足够大。：应足够大。：应足够大。：应足够大。场地表面场地表面场地表面场地表面：必须坚固和有坡度。当采用坚硬的材料：必须坚固和有坡度。当采用坚硬的材料：必须坚固和有坡度。当采用坚硬的材料：必须坚固和有坡度。当采用坚硬的材料(如如如如道路沥青和混凝土道路沥青和混凝土道路沥青和混凝土道路沥青和混凝土)时，场地表面坡度不小于时，场地表面坡度不小于时，场地表面坡度不小于时，场地表面坡度不小于1%1%1%1%；当采；当采
48、；当采；当采用不够坚硬的材料用不够坚硬的材料用不够坚硬的材料用不够坚硬的材料(如砾石和炉渣如砾石和炉渣如砾石和炉渣如砾石和炉渣)时，其坡度应不时，其坡度应不时，其坡度应不时，其坡度应不小于小于小于小于2%2%2%2%。渗滤液收集和排除系统渗滤液收集和排除系统渗滤液收集和排除系统渗滤液收集和排除系统：至少包括排水沟和贮水池。：至少包括排水沟和贮水池。：至少包括排水沟和贮水池。：至少包括排水沟和贮水池。面积大于面积大于面积大于面积大于20,000m20,000m20,000m20,000m2 2 2 2的场地或雨量多的地区都必须建贮水的场地或雨量多的地区都必须建贮水的场地或雨量多的地区都必须建贮水
49、的场地或雨量多的地区都必须建贮水池，用以收集堆肥渗滤液和雨水。池，用以收集堆肥渗滤液和雨水。池，用以收集堆肥渗滤液和雨水。池，用以收集堆肥渗滤液和雨水。其它设施其它设施其它设施其它设施：屋顶、挡风墙。：屋顶、挡风墙。：屋顶、挡风墙。：屋顶、挡风墙。第24页，本讲稿共60页（2 2）建堆）建堆）建堆）建堆建堆方法建堆方法建堆方法建堆方法：无添加物无添加物无添加物无添加物，直接建堆；，直接建堆；，直接建堆；，直接建堆；有添加物有添加物有添加物有添加物，根据，根据，根据，根据掺入和混合方式有：采用一层垃圾一层添加物的方掺入和混合方式有：采用一层垃圾一层添加物的方掺入和混合方式有：采用一层垃圾一层添加
50、物的方掺入和混合方式有：采用一层垃圾一层添加物的方法建堆，其混合靠翻堆来完成；垃圾和添加物从公法建堆，其混合靠翻堆来完成；垃圾和添加物从公法建堆，其混合靠翻堆来完成；垃圾和添加物从公法建堆，其混合靠翻堆来完成；垃圾和添加物从公共出口排出，边混合边建堆。共出口排出，边混合边建堆。共出口排出，边混合边建堆。共出口排出，边混合边建堆。建堆的形状建堆的形状建堆的形状建堆的形状：主要取决于气候条件和翻堆设备的类：主要取决于气候条件和翻堆设备的类：主要取决于气候条件和翻堆设备的类：主要取决于气候条件和翻堆设备的类型，圆锥形或采用平顶长堆。型，圆锥形或采用平顶长堆。型，圆锥形或采用平顶长堆。型，圆锥形或采用