有机固体废物生物处理--堆肥精品课件

第八章 有机固体废物生物处 理--堆肥
内容提要
一、概述 二、固体废物堆肥化技术 三、固体废物厌氧发酵技术
一、概述
定义
固体废物生物处理技术： 人类通过各种手段，利用微生物氧化分解
作用，将固体废物中易于生物降解的有机组分转 化为腐殖肥料、沼气或其他物质，从而实现固体 废物的稳定化、资源化和减量化的处理方法。
Байду номын сангаас
概述
堆肥化概念
国内：依靠自然界中广泛分布的细菌、放线菌、真菌等 微生物，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖 质转化的微生物学过程。
欧、美：在有控制的条件下，微生物对固体、半固体有 机物的好氧中温或高温分解，并产生稳定的腐殖质的过 程（区别于简易好氧或厌氧堆肥）。
堆肥化包含四层含义
➢ 堆肥化的原料是来自生物的固体有机物； ➢ 堆肥化过程是在人工控制条件下进行； ➢ 作用的主体是微生物，作用的过程是生物
基本原理
➢在通风条件下，好氧微生物对废 物进行吸收、氧化、分解，将一 部分吸收有机物氧化为简单无机 物，同时释放能量，而另一部分 有机物被合成新的细胞质，使微 生物不断繁殖。
合成
细胞物质 （微生物繁殖）
堆肥有机物（含C、 N、O、P、S） 氧、微生物
随水或气体排 入环境
氧化
CO2、H2O、NH3、 PO43-、SO42-
➢ 缺点：要求高度机械化，设计复杂、施工技术和操作 高度熟练；一次性投资和运转成本较高。
➢ 目前，动态堆肥工艺主要是在发达国家得到普遍的应 用。
好氧堆肥技术
一、好氧堆肥原理 二、好氧堆肥化过程技术参数及控制 三、好氧堆肥化工艺流程（堆肥程序） 四、堆肥系统及主要技术环节 五、堆肥腐熟度及其指标 六、主要好氧堆肥工艺及设备
➢ 优点：具有对有机物分解速度快、降解彻底；堆肥周期 短（一般一次发酵时间4-12d、二次发酵在10-30d）；堆 肥温度高，可以灭活病原体，环境卫生条件好，很少产 生难闻的臭气。
➢ 缺点：需氧量大，运转费用较高。
堆肥化工艺分类
中温堆肥 一般指中温好氧堆肥，所需温度15-45℃。由于温
度不高，不能有效地杀灭病原菌，因此，目前中温堆 肥较少采用。 高温堆肥
堆肥化工艺分类
厌氧堆肥
厌氧堆肥是依赖专性和兼性厌氧细菌的作用降解有机 物的过程。
➢ 优点：工艺简单；通过堆肥自然发酵分解有机物，不 必由外界提供能量，因而运转费用低。
➢ 缺点：具有周期长(一般需3-6 个月)、易产生恶臭、占 地面积大等缺点，厌氧堆肥不适合大面积推广应用。
堆肥化工艺分类
好氧堆肥
好氧堆肥依靠专性和兼性好氧细菌的作用使有机物得以 降解的过程。目前普遍采用的堆肥工艺。
堆肥化工艺分类
静态堆肥
静态堆肥是把收集的新鲜有机废物一批一批地堆制。 堆肥物一旦堆积以后，不再添加新的有机废物和翻 倒，待其在微生物生化反应完全，成为腐殖土后运 出。
➢ 适合于中、小城市厨余垃圾、污泥的处理。
堆肥化工艺分类
动态(连续或间歇式)堆肥
➢ 采用连续或间歇进、出料的动态机械堆肥装置。
➢ 优点：堆肥周期短(3-7d)，物料混合均匀，供氧均匀 充足，机械化程度高，便于大规模机械化连续操作运 行。因此，动态堆肥适用于大中城市固体有机废物的 处理。
➢ 缺点：发酵周期长，占地面积大，受气候的影响大， 有恶臭，环境卫生条件较差。仅适宜在农村或偏远 的郊区应用。
堆肥化工艺分类
装置式堆肥
装置式堆肥也称为封闭式堆肥或密闭型堆肥，是将堆 肥物料密闭在堆肥发酵设备如发酵塔、发酵简、发酵 仓等中，通过风机强制通风，提供氧源，或不通风厌 氧堆肥。
➢ 优点：装置式堆肥的机械化程度高，堆肥时间短，占 地面积小，环境条件好，堆肥质量可控可调等优点。 适用于大规模工业化生产。
意义
➢ 实现可降解有机固废的三化； ➢ 促进物质循环，改良土壤，保护农田； ➢ 回收沼气、生产堆肥，合成微生物蛋白质和
葡萄糖等。
微生物的分类及其新陈代谢
根据微生物新陈代谢过程需氧与否，可分为三类： ➢ 好氧微生物：新陈代谢时需要氧气的微生物； ➢ 厌氧微生物：新陈代谢时不需要氧气，即在无氧环境
中才能生长生活的微生物； ➢ 兼氧微生物：在有氧气或无氧气环境中都能生存并进
堆肥原料来源
可用作堆肥化处理的废物种类很多，来源广泛， 如城市生活垃圾、农业秸杆、锯末、树皮、污泥及厌 氧发酵残渣等。 我国堆肥化原料主要是三类：
➢ 生活垃圾+粪便 ➢ 生活垃圾+污泥 ➢ 农业秸杆+粪便
堆肥化工艺分类
厌氧堆肥→好氧堆肥（需氧程度） 中温堆肥→高温堆肥（按温度范围） 露天堆肥→机械密封堆肥（按堆制方式） 静态堆肥→动态堆肥（按物料运动形式）
化学过程； ➢ 产物是稳定的腐殖质。
堆肥及其功用
堆肥概念：
堆肥（compost）是有机固 体废物经过堆肥化处理得到 的成品（或产品），是一种 深褐色、质地松散、有泥土 味的物质，其主要成分是腐 殖质。
堆肥的农业效用
（一）增加土壤有机质，提高土壤生物活性。 （二）改善土壤结构 （三）提高土壤肥力 （四）促进植物生长和增产的效用
行代谢作用的微生物。
固体废物生物处理的分类
根据固体废物处理过程中起主导作用的微 生物种类和产物特点，固体废物生物处理可分 为好氧生物处理和厌氧生物处理。
好氧生物处理法：
在供氧条件下，利用好氧微生物新陈代谢，使固体 有机物降解、转化成相对低能位、低分子量物质而稳定 下来，同时放出热量。
减量化和无害化效果明显。
好氧堆肥所产生的高温一般在50-65℃，极限可达 80-90℃ ，能有效杀灭病菌，因此高温堆肥已为各国 公认，采用较多。
堆肥化工艺分类 露天式堆肥
露天式堆肥即露大堆积,物料在开放的场地上堆成条 垛或条堆进行发酵。通过自然通风、翻堆或强制通 风方式以供给氧气。
➢ 优点：堆肥所需设备简单，成本投资较低。
厌氧生物处理法：
在没有游离氧情况下，利用厌氧微生物新陈代谢 作用使固体有机质降解、转化成简单、稳定的化合物， 同时放出能量(其中大部分能量以CH4的形式出现),仅 少部分有机物转化成新的细胞质组分。
减量化和资源化效果明显。
二、固体废物堆肥化技术
➢ 概述 ➢ 好氧堆肥技术 ➢ 厌氧堆肥技术 ➢ 堆肥化过程的污染防治 ➢ 气体有机废物的微生物处理