城市垃圾好氧堆肥过程的动力学研究
城市污泥堆肥过程中H2S的释放动态及其控制策略
高 伟,陈同斌,郑国砥,等.城市污泥堆肥过程中H 2S 的释放动态及其控制策略[J ].环境科学学报,2005,25(11):1470-1475G AO W ei ,CHE N T ongbin ,ZHE NG G uodi ,et al .Dynam ics of H 2S em ission from pile during com posting of sewage sludge and its control [J ].Acta Scientiae Circumstantiae ,2005,25(11):1470-1475[免审稿件]责任编辑提示:本刊欢迎广大读者针对免审稿件提出各种意见城市污泥堆肥过程中H 2S 的释放动态及其控制策略高 伟1,2,陈同斌1,3,郑国砥1,高 定1,罗 维1,张义安1,韩晓日21.中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心,北京 1001012.沈阳农业大学土地与环境学院,沈阳 100161收稿日期:2005205230 修回日期:2005207230 录用日期:2005208210摘要:以城市污泥为对象,研究了不同堆肥原料配比对H 2S 释放的影响.结果表明,在堆肥过程中,尽管从释放H 2S 浓度的动态变化来看存在一定的波动,但总体趋势是:降温期>高温期>升温期.采用堆肥物料上、下分层的处理,堆肥所需时间较短,堆体腐熟时H 2S 的总释放量也最少;同时,采用大功率风机进行鼓风,堆体释放H 2S 浓度的最大值降低.因此,在城市污泥的堆肥中,采用堆肥物料上下分层与大功率风机相结合的措施,既可以减少H 2S 的释放量,又可以缩短堆肥时间,是一种有潜在应用价值的堆肥技术.关键词:城市污泥;堆肥;H 2S;pH ;氧气;湿度;恶臭控制文章编号:025322468(2005)1121470206 中图分类号:X53 文献标识码:ADynamics of H 2S emission from pile during composting of se w age sludge and its control measureG AO Wei 1,2,CHE N T ongbin 1,3,ZHE NG G uodi 1,G AO Ding 1,LUO Wei 1,ZHANG Y ian 1,HAN X iaori 211Center for Environmental Remediation ,Institute of G eographic Sciences and Natural Res ources Research ,Chinese Academy of Sciences ,Beijing 10010121C ollege of Land and Environmental Sciences ,Shenyang Agricultural University ,Shenyang 110161R eceived 30M ay 2005; received in revised form 30July 2005; accepted 10August 2005Abstract :The process of H 2S em ission from the pile was studied in static forced 2aeration com posting.The results indicated that the em ission of H 2S from the pile fluctuated greatly during the com posting.The trend of H 2S Em issions was found to follow the order that :the cooling phase >the therm ophilic phase >the mes ophilic phase.C om pared to the treatment of uniform ratio of sewage sludge to bulking agent in the whole pile ,the period of com posting was shortened when the ratio of sewage sludge to bulking agent in the lower layer of the pile was increased to 1∶0.5and the ratio of the sewage sludge to the bulking agent in the upper layer of the pile was decreased to 015∶1or 0175∶1.Therefore ,the change in the ratio of sewage sludge to bulking agent in different layer had great effect on the process of the com posting.The total quantity and the maximum concentration of H 2S em itted from the pile were higher when the air was forced into the pile with the high 2power ,550W ,blower m otor than the low 2power ,250W ,blower m otor.Therefore ,the application of an appropriate blower m otor and Πor a suitable ratio of sewage sludge to bulking agent were suggested to be im portant techniques that could not only decrease the em ission of H 2S ,but als o accelerate the process of com posting.K eyw ords :sewage sludge ;com post ;H 2S;pH;O 2;m oisture ;odor control基金项目:国家杰出青年基金项目(N o.40325003);北京市自然科学基金重点项目(N o.05H169)作者简介:高 伟(1978—),女,硕士研究生;3通讯作者(责任作者),E 2mail :chentb @ Found ation item :National F oundation for Distinguished Y outh of China (N o.40325003);Natural Science F oundation of Beijing (N o.05H169)Biography :G AO W ei (1978—),female ,master candidate ;3Corresponding author ,E 2mail :chentb @ 截至2003年,我国已建成污水处理厂516座,污水处理量达到115×1010m 3・a -1,污泥产生量为310×106m 3・a -1(国家环境保护总局,2004).未经处理的污泥含有许多有害成份,对环境存在潜在危害.在现有的污泥处置方式中,堆肥处理可以实现污泥的减量化、无害化和资源化,是一种经济、有效的处置方式.但在堆肥过程中,伴随着污泥中有机物的分解,堆体会散发出恶臭气体,造成环境污染.如果控制和管理不好,将会成为限制堆肥技术广泛应用的障碍因素(K omilis et al 1,2004).硫化氢(H 2S )是污泥堆肥过程中产生的主要恶臭气体之一,国家环境保护总局(石磊等,1993)规定:H 2S 的排放标准为0103mg ・m -3;人对H 2S 的嗅阈值为411×10-4mg ・m-3,H 2S 浓度达到015mg ・m-3第25卷第11期2005年11月环 境 科 学 学 报Acta Scientiae CircumstantiaeV ol.25,N o.11N ov.,2005就会对人的健康造成危害;当浓度达到3～5 mg・m-3时,会大大降低微生物的活性(吴长功等, 1994),并影响堆肥的正常进行.许多学者在堆肥过程中通过添加微生物或石灰等物质来减少堆肥过程中臭气的产生(R osen feld et al1,2004a,2004b;H ong et al1,2005).K oivula等(2004)在对厨余垃圾进行堆肥处理的过程中发现,加入草木灰后可以提高堆体pH值、增加堆体氧气含量,减少好氧堆肥过程中臭气的释放,尤其是H2S的释放.目前国内关于堆肥除臭的研究主要集中在畜禽粪便上,而且主要是针对如何控制NH3的释放和保持氮素含量,对于城市污泥堆肥过程中H2S的释放及其控制策略仍缺乏研究(王岩等,2003;高华等,2004).因此,本研究旨在探讨城市污泥堆肥过程中H2S的释放规律及其调控对策,为减少或消除堆肥H2S的释放提供理论依据.1 材料与方法(Materials and methods)111 试验材料 供试城市污泥为北京市清河污水处理厂的脱水污泥,含水率为729g・kg-1(湿重),容重为940 kg・m-3,挥发性有机物含量为580g・kg-1(干重).填充材料为CT B调理剂,调理剂的含水率和饱和含水率分别为2618、657g・kg-1(高定等,2002).112 试验方法 堆肥方式为强制通风静态垛高温好氧堆肥.堆肥池上部敞开,堆池尺寸为:115m×112m×118m,有效高度114m,城市污泥、CT B调理剂按表1所示体积比混合.在每个堆体的上部、下部各插入一个温度传感器.为防止堆体漏风,在上堆过程中将堆肥池的顶部用塑料密封.试验采用温度反馈自动控制系统,通过堆肥自动监控软件C om ps oft (r)(陈同斌等,2001)进行控制,自动记录堆肥过程中的温度变化情况.堆肥设4个堆肥处理(表1),堆腐30d.堆肥过程和堆肥结束后取堆肥样品进行种子发芽率试验(Inbar et al1,1993),以检测其腐熟度.其中,处理Ⅱ和处理Ⅳ在堆肥开始的26d完全腐熟;处理Ⅰ和处理Ⅲ分别在堆肥的28和30d完全腐熟.表1 各堆肥处理的试验条件T able1 Experimental conditions of different treatments of com posting处理编号T reatment N o1城市污泥∶CT B调理剂(VΠV)Sewage sludge∶CT B bulking agent通风方式M ode of aeration风机功率ΠWP ower of blowerⅠ1∶1鼓风10m in、停40m in250Ⅱ1∶1鼓风415m in、停4515m in550Ⅲ上部:1∶015;下部:015∶1鼓风10m in、停40m in250Ⅳ上部:1∶015;下部:0175∶1鼓风10m in、停40m in250213 采样与分析方法 用耐酸碱的大气采样器(T MP21500型)采集H2S,采用大型气泡吸收管做吸收容器,采样部位距堆体上部3～5cm.根据各堆体的风机鼓风和停止通风的时间比例,换算为气泡吸收器在吸收堆体上部气体的时间:采用250W风机的堆体,在通风时吸收6min,停止通风后吸收24min;采用550W风机的堆体在通风时吸收217min,停止通风后吸收2713min.亚甲基蓝分光光度法测定(国家环境保护局, 1990),同时利用气压计和湿度计测定大气压、堆体上部气体的湿度、温度,室内分析测得的H2S浓度换算为标准大气压下的浓度.堆肥的pH测定采用去离子水浸提,水和污泥的质量比为1∶10,pH计测定.堆体含水率测定条件为105℃烘干8～12h(鲍士旦,1999).堆体氧气含量采用自主研制开发的堆肥氧气自动连续监测系统进行监测(陈同斌等,2003a,2003b).数据分析采用Origin Pro和SPSS分析软件.2 结果(Results)211 堆肥过程的温度动态变化堆体温度是好氧堆肥过程中的关键参数(丁文川等,1999).图1为污泥堆肥过程中堆体温度的变化情况.堆肥开始后,各处理的堆体温度都在堆肥开始的5d内迅速升高.但处理Ⅰ在大于50℃的状态下仅停留了2d,之后大约15d则维持在50℃左右;处理Ⅱ堆体的温度持续升高,在6d时就达到60℃,之后的18d一直维持在60℃左右.与其它处理相比,处理Ⅳ在堆肥开始时升温较为缓慢,但在高于50℃状态下维持较长时间(20d).到了堆肥降温阶段,各处理的堆体温度迅速降低,并最终接近气温.从温度变化情况看,4个处理中堆肥都是成功的,可达到堆肥无害化要求.174111期高 伟等:城市污泥堆肥过程中H2S的释放动态及其控制策略图1 不同处理温度的动态变化Fig.1 Dynam ics of tem perature in the pile in different treatments ofcom posting212 堆肥过程H 2S 的动态变化 城市污泥中含有各种含硫化合物.在堆肥的过程中,物料中的各种含硫化合物也会分解释放H 2S 等恶臭气体(蒋建国等,2001).城市污泥经过堆肥处理后,可以达到除臭的目的(Hurst et al 1,2005).由图2可见,在城市污泥堆肥上料当天,各处理中都没有H 2S 气体释放(低于检出浓度01001mg ・m -3).在堆肥的第1d ,开始有H 2S 气体释放.从城市污泥堆肥的整个过程来看,各处理释放H 2S 的浓度都呈现出一定的波动,但总体呈增加趋势.在不同处理中,释放H 2S 的浓度和释放规律并不完全相同.图2 不同处理H 2S 和pH 的动态变化(a 1处理Ⅰ,b 1处理Ⅱ,c 1处理Ⅲ,d 1处理Ⅳ)Fig.2 Dynam ics of H 2S em issions from the pile and pH of the com post in different treatments of com posting (a 1T reatment Ⅰ,b 1T reatment Ⅱ,c 1T reatment Ⅲ,d 1T reatment Ⅳ)21211 不同物料配比对H 2S 释放的影响 由图2可见,处理Ⅰ、处理Ⅳ和处理Ⅲ的物料配比不同,但其H 2S 的释放规律却十分相似.在堆肥升温阶段(1～5d ),释放H 2S 的浓度都是先增加再稍有降低;当堆体进入高温阶段,这3个处理释放H 2S 的浓度呈现出一定程度的波动,但总体上是不断升高的趋势.到了高温阶段后期(23～24d ),稍有降低;堆肥进入降温阶段时,释放H 2S 的浓度呈增加趋势.这3个处理释放H 2S 的最高浓度也比较相近(图2).可见,不同物料配比对堆体释放H 2S 浓度的影响很小.但是,在通风处理和物料配比相同的条件下,与其它处理相比,采取堆体上下分层的处理(Ⅳ),更有利于堆体的升温(图1),达到完全腐熟所需的时间也较短(26d ).从图2可以看出,在堆肥降温阶段,释放H 2S 的浓度呈增加趋势.因此,当堆体完全腐熟后即停止堆肥,可以明显减少堆体H 2S 的释放量,其中处理Ⅳ的H 2S 释放量最少(表2).21212 不同通风处理对H 2S 释放的影响由图2(a 、b )可见,在物料配比和风机耗能相同的条件下,不同的通风方式对释放H 2S 的浓度有较大影响.在整个堆肥过程中,处理Ⅰ在堆肥升温和高温阶段前期(0～23d ),释放H 2S 的浓度呈“升高→降低→升高”的变化趋势,而处理Ⅱ则一直呈增加趋2741环 境 科 学 学 报25卷势;到了高温阶段后期及降温阶段,处理Ⅰ释放H2S的浓度呈增加的趋势;而处理Ⅱ在高温阶段后期(18～24d)释放H2S的浓度有显著的降低,到了降温阶段又快速增加.这主要是由于在相同的耗能条件下,采用小功率的风机,其通风的强度小、通风时间较长(处理Ⅰ),使释放H2S的浓度波动性较大.同时,由于通风时间的延长,不利于堆体的升温,使其达到完全腐熟所需的时间较长(28d);而处理Ⅱ的H2S采用大功率的风机,其通风的强度大,通风的时间较短,使堆体产生H2S缓慢释放,而且堆体升温效果较好,达到完全腐熟所需的时间较短(26d).堆肥达到完全腐熟时,处理Ⅱ堆体中释放H2S的总量比处理Ⅰ少(表2).表2 各处理不同阶段释放H2S的释放量T able2 Quantity of H2S em issions from the pile indifferent phases of com posting处理T reatmentH2S排放量Πmg H2S em ission升温期M es ophilicphase高温期Therm ophilicphase降温期C oolingphase腐熟时总释放量T otalem ission of H2SⅠ1421491218314181370Ⅱ1351381317241191151Ⅲ1851285516227161268Ⅳ921088019248111035 从堆肥的物料配比和通风措施角度考虑,可以采用处理Ⅱ和处理Ⅳ相配合的方法,即采用处理Ⅱ的通风措施,处理Ⅳ的物料配比.在能耗相同的情况下,既可以缩短堆肥所用的时间,减少H2S的释放总量,又可以减少堆肥的占地面积,是一种有应用前景的堆肥技术.21213 堆体氧气及水分含量对释放H2S浓度的影响在堆肥的升温阶段,不同处理中H2S的释放量都呈上升趋势(图2).其主要原因是:堆肥升温阶段中,堆体氧气含量较低,而含水率较高(图3、图4),堆体自由空域(FAS)相对较小,阻碍空气流通.采取通风措施后,堆体的氧气浓度可以达到16%.但是,升温阶段氧气消耗速度很快,停止通风5min后堆体中氧气即可消耗殆尽(陈同斌等,2004),从而造成堆体局部缺氧,使污泥发生厌氧发酵,产生H2S.随着堆体温度的快速升高,堆体的含水率有所降低、氧气含量稍有增加,堆体的厌氧程度下降,释放H2S 的浓度有所降低. 堆肥进入高温阶段后,各处理中堆体的温度、氧图3 各处理不同时期堆肥物料含水率Fig.3 Dynam ics of water contents in different treatments of com posting气和水分含量存在一定的差异,导致各处理释放H2S的浓度略有不同,但总体呈上升趋势(图2).随着堆肥的进行,物料的含水率减少,堆体的自由空域变大,通气性变好,氧气浓度有所增加(图4).在此阶段,堆体温度和水分含量都比较适合微生物的活动,物料中的各种有机物大量降解.其中,各种含硫化合物也被同时分解,释放出H2S气体;到了高温阶段后期,堆体物料的含水率大大降低(3516%～4615%)(图3),使堆体氧气含量增加,抑制了H2S 气体的产生.到了堆肥降温期,为了使堆体温度快速降低,适当增加了通风量,使堆体中的氧气含量也随着增加,释放H2S的减少.但是,由于堆料中的有机物对H2S有很强的吸附能力(Barona et al1,2005),当通风量增加时,堆肥物料吸附的H2S有可能会被排放出来,从而使释放H2S的浓度增加(图2).图4 堆肥不同阶段堆体氧气含量Fig.4 Oxygen concentrations in the pile during different phases of com posting21214 堆体pH变化与H2S释放的关系如图2所示,在堆肥过程中,各处理堆体pH都是呈先降低再升高的变化趋势.其原因是:当堆肥处374111期高 伟等:城市污泥堆肥过程中H2S的释放动态及其控制策略于升温阶段时,由于发生厌氧发酵,使堆体产生H2S.但是,并不是产生的所有H2S都会释放到堆体外,一部分H2S会溶于水中或被堆肥物料吸附,当它们达到饱和以后,剩余H2S才会排出堆体.当H2S溶于水后,会导致堆体pH的降低(高华等,2004).吴银宝等(2001)认为,猪粪堆肥过程没有H2S气体排放,可能是H2S都被堆体吸附或溶于水中的缘故.当堆肥进入高温阶段,各种微生物活动较为活跃,堆肥物料中的各种含硫化合物被大量分解,产生一定量的S2-.当产生的S2-与H+结合后,也会以H2S气体的形式释放,从而降低堆体中H+含量,使堆体pH升高.到了降温阶段,由于释放H2S的浓度增加,使堆体pH一直呈上升趋势.所以,在本试验的4个处理中,堆体的pH与H2S的释放浓度存在显著的正相关性(表3).因此,在工程应用中可以考虑通过调节pH来控制堆肥过程中H2S释放所导致的臭气问题.表3 堆肥过程中H2S释放量与pH的回归分析T able3 Regression and correlation between H2Sem ission from the pile and pH of the com postin different treatments of com posting处理编号T reatment N o1回归方程Regression equation可决系数(n=16)C orrelation coefficientⅠC(H2S)=0.688pH+6180840182333ⅡC(H2S)=113272pH+516610179933ⅢC(H2S)=016825pH+615292016303ⅣC(H2S)=019348pH-516215018683333极显著:p<0101;3显著:p<01053 结论(C onclusions) 1)在城市污泥的堆肥过程中,尽管不同处理中释放H2S的浓度存在一定波动,但总体趋势是:降温期>高温期>升温期.2)堆肥的物料配比对释放H2S的浓度影响较小,通风措施、堆体氧气和水分含量对其影响较大.其中,采用大功率风机时,释放H2S的最高浓度最小;在相同物料配比的情况下,采用堆体上下分层(下层调理剂所占比例大)的处理有利于堆体的升温,所需堆肥时间较短,堆肥达到腐熟时H2S的总释放量也最少.3)堆肥过程中,各处理释放H2S的浓度与堆体的pH都呈显著正相关.通讯作者简介:陈同斌(1963—),男,广西桂林人.博士,研究员,博士生导师.主要研究方向为固体废弃物资源化、污染土壤的植物修复、区域土壤环境质量与风险评价,E2mail: chentb@.参考文献(R eferences):Bao S D.1999.S oil and Chem istry Analysis(3rd edition)[M].Beijing: China Agricultural Press,22—24(in Chinese)Barona A,E lías A,Amurrio A,et al.2005.Hydrogen sulphide ads orption on a waste material used in bioreactors[J].Biochem ical Engineering Journal,24(1):79—86Chen T B,G ao D,Huang Z C,et al.2001.Autocontrol system of com posting of sewage sludge(V1.0)[Z].National C opy Right Adm inistration of the People’s Republic of China:N o.SR0529(in Chinese)Chen T B,Zheng Y Q,G ao D,et al.2004.Variation of oxygen concentration during aerobic com posting of pig manure[J].Journal of Applied Ecology,15(11):2179—2183(in Chinese)Chen T B,Zheng Y Q.2001a.An 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城市生活垃圾与城市污泥好氧共堆肥的工艺特性及机理研究的开题报告
城市生活垃圾与城市污泥好氧共堆肥的工艺特性及机理研究的开题报告一、选题意义城市生活垃圾和城市污泥是城市环境中产生的两大废弃物，如何高效、环保地处理这两种废弃物一直是环保领域研究的重点之一。
传统处理方法包括填埋、焚烧等，但这些方法不仅存在环境污染和资源浪费等问题，还无法充分利用废弃物的资源价值。
因此，通过好氧共堆肥处理城市生活垃圾和城市污泥，不仅可以把废弃物转化为有机肥料，还可以实现资源的循环利用，具有重要的经济和社会意义。
二、选题研究内容本研究将重点探讨城市生活垃圾和城市污泥好氧共堆肥的工艺特性及机理，主要包括以下内容：1.城市生活垃圾和城市污泥的性质分析，掌握两种废弃物的化学成分、含水率、碳氮比等基本特性，为后续试验提供基础。
2.好氧共堆肥试验，采用不同比例的城市生活垃圾和城市污泥进行好氧共堆肥试验，掌握不同比例对好氧共堆肥反应速率、产物特性的影响。
3.工艺特性分析，通过对好氧共堆肥的温度、pH值、氧气含量等参数进行测定和分析，了解好氧共堆肥的反应特性和调控方法。
4.机理研究，通过对好氧共堆肥过程中微生物代谢、有机物质的分解等方面的研究，探究其机理，为更好地控制好氧共堆肥过程提供理论支持。
三、选题研究方法本研究主要采用试验研究方法，按照一定的比例和工艺条件组织好氧共堆肥试验，对试验过程中的温度、pH值、氧气含量、产物特性等参数进行测试和分析。
同时，利用分析化学、生物学等手段对反应机理进行探究。
四、选题预期成果本研究旨在探究城市生活垃圾和城市污泥好氧共堆肥的工艺特性及机理，预期成果包括：1.对城市生活垃圾和城市污泥好氧共堆肥的工艺特性进行系统研究，掌握好氧共堆肥反应动力学特征，为废弃物好氧共堆肥提供技术支持。
2.明确城市生活垃圾和城市污泥好氧共堆肥的反应机理，为废弃物好氧共堆肥过程的调控和优化提供理论支持。
3.掌握城市生活垃圾和城市污泥好氧共堆肥反应的产物特性及其对环境的影响，为废弃物资源化处理提供参考。
好氧堆肥系统动力学模型及自控技术研究应用进展
ｃ ｎｒ ｌ ｔｃ ｎ ｌｇ ｆ ａ ｒ ｂｃ ｃ ｍｐ ｓ ｎ ｙ ｔ ｍ ｅｅ ｕ ｏ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｅ ｉ ｏ ｏ ｔ ｇ ｓ ｓ ｏ ｏ ｉ ｅ ｗ ｒ ｓ ｍｍａｉ ｄＦ ｒ ｅ ｍｏｅ， ｅ ａ ｔ ｏ ＇ ｐ ｒ ｎ ｌ ｒｐ ｃ ｖ ｒ ｅ ．ｕｔ ｒ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅｓ ａ ｙ ｐ ｓｅ ｔ ｅ ｚ ｈ ｈ ｈ ｓ ｏ ｌ ｅ ｉ
Ｌ ｅｄ ｎ Ｉ ， ｈ ｕ Ｓ ａ ｑ 。 ｕ Ｗ ｉｏ ｇ 一 Ｚ ｏ ｈ ｏ ｉ
（ ．ｃ ｏｌｏ ｈ ｍｉｔ ｎ ｖｒｎ ｎａ ｇｎ ｅｉｇ Ｓ ａ ｇ ａ ｉｅｓｔ Ｓ ａ ｇ ａ ５ ２ ０ Ｃ ｉａ １Ｓ ｈ ｏ ｆＣ ｅ ｓｒ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｍｅ ｔｌＥｎ ｉｅｒｎ ，ｈ ｏ ｕ ｎ Ｕｎｖ ｒｉ ｙ ｏ ｙ，ｈ ｏ ｕ ｎ １ ０ ５， ｈｎ ；
好 氧堆 肥 系统 自动 控 制技 术今 后 的 大致 发展 方 向提 出了作 者 的 看动 控 制
中 图 分类 号 ： ７ ５ Ｘ ０ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ８９ ０ （０ ８０ — ０ ９ ０ １０ — ５０ ２０ ）６ ０ １ —２
Ｉ ｅ ｔｇ ｔｏ ａ ｄ ｐｌｃ ｔｏ ｏ ｒ ｓ ｆ Ｋｉ ｅ ｉ ｏ ｅ ｎ ｎｖ ｓｉ ａ ｉ ｎ ｎ Ａｐ ｉ ａ ｉ ｎ Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｎ ｔｃ Ｍ ｄ ｌ ａ ｄ
Ａｕｔ ｍ ａ ｉ Ｃｏ ｒ ｌ ｏ ｔｃ ｎｔ ｏ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｆ Ａｅ ｏ ｉ Ｃｏ ｐｏ ｔｎｇ Ｓ ｓｅ ｃ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ｂ ｃ ｍ ｓｉ ｙ ｔ ｍ
程与 有 机物 的组 成 以及 堆 肥操 作 条 件密 切 相关 ［］ 拟 结 果与 实 际堆肥 结果基 本 吻合 。 ・ ａｓｒ 人 ［ ２。 ０ ＪＫ ｉ 等 ６ ｅ 对
城市污水厂剩余污泥快速好氧堆肥的研究
２ ０ ｍＸ３ ０ ０ ｒ ０ ｍｍ立方体发酵仓。体积为 ｌ ０ ｍｍ ， ａ ８ ｌ ６ 箱子里 Ｘ 面距最底部 ５ ｒｍ处有一面筛板。 ０ ａ
１ 分 析 方法 ． ３
堆 肥过 程 中测试 项 目及 分 析 方 法见 表 ２ 。
表 ２ 测 试 项 目及 分析 方 法
从 实 验结 果 可 以看 出 ， 在堆 肥 的前 ７天 水 分 是 先 减 少后 增
大， 因为堆肥箱温度升高的很快 ， 水分先很快蒸发 ， 微生物在分
解 有 机 质 后进 行 消 化 反 应 ， 生 出 了水 分 ， 致箱 内水 分 增 大 ， 产 导
在堆肥的第二周， 污泥 的含水率下 降。
由于 堆 肥 箱 在 整个 主 发 酵 过 程 中 一 直 是 密 闭 的 ， 很 好 地 这
防止了热量 的散失，使堆 体一直处 于较高 的Fra bibliotek度，微生物活性
２ 结 果与分 析
２１ 堆 肥 过 程 中温 度 的 变 化 ．
强， 堆肥处理效果好 ； 整个实验的 ｐ Ｈ值 均表现出先升高后 降
低 的 趋 势 。 这 是 由 于在 堆 体 温度 达 到 高 温 前 ， 生 物 分 解 有 机 微
的溶 解 度增 加 ， 从而 加 速 了 Ｃ ｄ在 污 泥 中 的迁 移 转 化 。 肥 开 始 堆 参 考 文 献
【］ １田宁宁， 王凯军， 丽萍， 污水厂 污泥处置及 利用途径研 究Ｕ． 杨 等． 】 环境
保 护 ，０ ０（） － ０ ２ ０ ， ：８ ２ ． ２１
时， 污泥的 ｐ Ｈ呈 中性偏 酸 ， 其中的 ｃ 使 ｄ元素溶解 出来 ， 其含 量上升。到堆肥后期时 ， 由于污泥 的 ｐ Ｈ呈中性 ， Ｃ 元 素的 使 ｄ
城市生活垃圾隧道式静态好氧堆肥试验研究
ｔ ７ ％ ． ｈ ｏ ｏ ｔｔｍｐ ｒ ｔｒ ａ ｉ ｅ ｈ ｎ ５ ℃ ａ ｅ ｎ ｈ ｉｈ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ｖ ｒ５ ℃ ｃ ｎ ｉｕ ｄ ｆｒ７ ｄ ｗ ｉｈ ｓｔ ｆ ｄ ｏ１ Ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｓ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｗ ｓｈ ｇ ｒｔａ ０ ｈ ｔ ｆ ｒ４ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｈｇ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｏ ｅ ５ ｏ ｔ ｅ ． ｈｃ ａｉ ｅ ｎ ｏ ｓ ｉ
逯延军， 吴星五 （济 学 境 学与 程 院上 ０ ９ 同 大 环 科 工 学 ，海２０ ） ０２
摘要 旧 的１ 好地 处 理城 市 生活垃 圾 。 法１ 用大 型隧道仓 ， 未 分类收 集 的 高含 水 率 的城 市生 活 垃圾 进行 强制通 风 的静 态高 温 更 ｆ 方 采 对
好 氧 堆肥 试验 ， 察 氧 浓度 、 观 温度 、 氧速 率 、 水率 等指 标 的 变化 。结果 １ 耗 含 【 大体 积物 料 含 量 ≤５ ％（ ０ 体积 比 ）含 水 率 ≥６ ％（ ）堆 、 ５ ＷＢ 、 高 ２ 的原 垃圾 堆 ， 置 沥水 ３ ｍ 静 ｄ后通 风 ， 体 中起 始 平均 氧 浓度 ≥１ 堆 ７％， 温度 达 ５ ℃ 以上 ，５ ４ ｄ后 ０ ５ ℃以上 的 高温持 续 ７ ， 足卫 满 ｄ 生 化要 求 ， １ ５天耗 氧 速率 都较 高 ， 高达 １ △ ／ ｉ； 肥 前期 含水 率 略 有上 升 ， 第 ０２ 最 ％（ Ｏ ）ｍｎ 堆 后期 下降 。 料发 酵 ２ 右 出仓 ， 物 ０ ｄ左 有机 质 含量 ３０ ｋ 左 右 ， 水率 ≤５ ５ ｇ 含 ０％（ ）有利 于后 续机 械 筛分和 二 次发 酵 。 浓度 的较 低 区和耗 氧 速 率较 高 时段 及 高温段 都 有极 ｗＢ ， 氧 好 的相 关性 。结论 １ 『 直接 用隧道 仓进 行城 市生 活垃圾 高温好 氧发 酵是 可行 的。 关键 词 城 市生 活垃 圾 ； 隧道 式 ； 态好氧 堆肥 静 中 图分 类号 Ｑ ４ ． ９ 文 献标 识 码 Ａ １３ ＋ ７ 文章 编号 ０ １— ６ ２ｏ ）２ ０６ ４０ ５ ７ ６ １（ｏ８ ０— ０４ — ２ １
污水处理中城市污泥好氧堆肥工艺的研究
污水处理中城市污泥好氧堆肥工艺的研究所属行业: 水处理关键词：污水处理污泥处理好氧堆肥摘要：好氧堆肥是城市污泥稳定化、无害化和资源化的有效途径，是一种符合可持续发展的污泥处理方式。
但是要得到较好的处理效果，在处理城市污泥之前需要添加调理剂，以调节堆体结构和物料的理化性质。
好氧堆肥与其他常见污泥处理方式相比具有有机物降解快、彻底、无害化程度高、堆肥产品肥效好等优点。
根据国内外污泥好氧堆肥研究现状，从C/N、温度、含水率、pH等方面，介绍了好氧堆肥过程的控制要点，总结了污泥好氧堆肥适宜的技术条件;分析了微生物菌剂在好氧堆肥中的重要作用。
最后指出堆肥产品需依靠技术进步和完善相关行业标准来开拓市场。
近几年，随着污水处理率的提高和处理程度的深化，由城市污水厂产生的大量污泥所带来的环境污染问题日趋严重。
好氧堆肥是城市污泥无害化和资源化的重要途径之一，具有有机物分解彻底、无中间产物和臭味、无害化程度高的特点。
研究表明，好氧堆肥腐熟的产品施用于土地后，可有效改善土壤的物理化学性质，是一种良好的肥料和土壤改良剂。
而好氧堆肥是一个复杂的生物化学过程，温度、含水率、pH等因素直接影响微生物的生存状况，进而关系到最终堆肥产品的质量。
同时，堆肥原料中微生物的数量及多样性也影响着堆肥的效率和周期的长短。
因此，研究并控制合理的环境影响因素及发展微生物菌剂在堆肥中的作用，对于提高好氧堆肥的功效和促进其工业化进程具有重要意义。
笔者综述了城市污泥好氧堆肥的研究进展，以期为尽快实现污泥的土地资源化利用提供借鉴。
1好氧堆肥原理好氧堆肥是利用污泥中天然存在的细菌、放线菌、真菌等微生物，在有氧条件下，有控制地促进污泥中可降解的有机质向稳定的类腐殖质物质转化的微生物学过程。
在污泥好氧堆肥过程中，溶解性的有机质可直接透过微生物的细胞壁和细胞膜为微生物所吸收利用;不溶性的固体和胶体有机物先附着在微生物体外，由微生物所分解的胞外水解酶分解成溶解性物质，再深入到细胞内部参与氧化、还原、合成等过程。
城市污泥微波快速高温好氧堆肥的机理研究的开题报告
城市污泥微波快速高温好氧堆肥的机理研究的开题报告一、选题背景与意义城市污泥是城市环境中主要的环境污染源之一。
传统的处理方式包括填埋、焚烧等，但其存在的问题也颇多，如占用大量土地资源、污染环境、产生二氧化碳等大量的有害气体等。
因此，如何高效、环保的处置城市污泥不仅是环保领域的重要问题，也是社会环境可持续发展的关键。
微波辅助烘干、热解和高温氧化等技术在处理城市污泥方面具有很好的应用前景，其中微波处理技术能够加速污泥的干燥和降解，达到快速处理的目的。
同时，高温好氧堆肥是现代城市生活垃圾中处理城市污泥的一种成熟技术，而且具有很好的环保效益，并能够转化为有机肥等资源。
因此，本研究选取微波辅助技术和高温好氧堆肥技术相结合，以研究城市污泥快速处理的高效、环保方法为主要研究内容，为城市污泥处理和资源化利用提供参考。
二、研究目的本研究的目的在于深入探究城市污泥微波快速高温好氧堆肥的机理，通过分析微波辅助技术对城市污泥的处理作用及高温好氧堆肥过程中的微生物菌群以及有机物质分解等关键环节，进一步提高城市污泥的处理效率和产品利用率，达到环境治理、城市可持续发展的目的。
三、研究内容本研究将从以下几方面展开：1. 城市污泥的特性及微波处理技术的原理。
2. 微波快速处理城市污泥的机理及其对污泥物化性质的影响。
3. 城市污泥高温好氧堆肥过程中微生物菌群的变化和有机物质分解情况。
4. 微波辅助高温好氧堆肥技术优化及处理效果优化的研究。
5. 实验设计与数据分析。
四、研究预期结果本研究的预期结果包括：1. 探究微波技术快速处理城市污泥的机理，解析微波技术的处理效果，包括降低处理时间、提高干燥效率等。
2. 研究高温好氧堆肥过程中微生物菌群的变化和有机物质分解情况，分析有机物质的分解和转化规律。
3. 对微波技术辅助高温好氧堆肥技术进行优化和改进，提高处理效率和资源利用率，同时降低环境污染。
4. 提供城市污泥处理和资源化利用的科学依据和技术支持，为城市环境可持续发展作出贡献。
好氧堆肥毕业论文
好氧堆肥毕业论文前言好氧堆肥技术是一种高效、环保的生物处理技术。
随着人们越来越重视城市垃圾处理和农业废弃物处理的问题，好氧堆肥技术得到了广泛应用。
本文旨在探讨好氧堆肥技术的原理、特点及其在城市垃圾处理和农业废弃物处理中的应用。
一、好氧堆肥技术的原理好氧堆肥技术是指在氧气充足的情况下，利用微生物对有机物进行分解、酸化、热发酵等过程，最终得到稳定的有机肥的过程。
具体过程如下：（1）湿度：湿度是影响好氧堆肥的一个重要因素。
如果湿度太高，水分过多，就会导致有机物中的氧气在水分中被排除，从而影响微生物的生长与代谢，堆中的生物活动度变弱，堆肥温度下降，直接影响有机垃圾的分解和转化。
如果湿度过低，则会影响有机物的分解与转化。
（2）适宜温度：好氧堆肥过程中温度也是非常重要的因素，如果温度过低，则有机物分解转化较慢，若温度过高会杀死好氧堆肥中所需要的微生物，影响堆肥的成功率及肥料质量。
（3）氧气：好氧堆肥的过程必需有充足的氧气供应，这样好氧微生物才能体内完成无机物的吞噬，有需要用到氧气作为能量来源，如果氧气供应不足，将会出现厌氧的生物过程，产生的气味比较难闻。
（4）微生物：好氧堆肥过程中最重要的就是所需要的微生物，这些微生物选择是好氧的、可以在空气中工作的微生物，这些微生物可以通过在好氧堆中的生物过程来完成有机垃圾的分解，同时也可提高有机肥料中有机物的含量和其所携带的肥料物质所含的微量元素含量等。
二、好氧堆肥技术的特点1、环保性好氧堆肥技术是一种环保的生态处理技术，它能有效地将有机垃圾转化为有机肥料。
这种处理方式减少了垃圾对环境的污染，同时生产出的有机肥料对土壤有很好的滋养作用。
2、高效性好氧堆肥技术运用现代微生物学、生化学及营养学的知识，通过易于进行的操作程序，能够高效地将有机垃圾转化为有机肥料。
在制造有机肥料时，我们使用的原材料量会少很多，所以在制造有机肥料时，花费的成本也会更少。
3、稳定性好氧堆肥技术是一种稳定的处理方式，它的过程在一定程度上能够抑制有害微生物的生长。
垃圾好氧堆肥技术的研究进展
酶促降解作用的研究具有积极意义。
➢工业堆肥电子鼻(e-nose)（López R et al.,2016）
• 通过传感器对温度、O2、水分、VOCs、堆肥气体（NH3,H2S,CO2等）的检测，电子鼻可以对堆肥的质量和腐 熟度进行现场评估。
应对措施
① 采用封闭式堆肥 ② 做好堆肥厂的卫生工作，定期消毒 ③ 堆肥厂地址科学安排，建在居民区的下风向
案例：德国 UTV-GORE 膜覆盖式畜禽粪便高温好氧发酵法
垃圾堆肥的环境问题及应对措施
➢重金属（Heavy metals）
应对措施：
① 源头分离的堆肥中，所有六种重金属的浓度均明显低于机械分离的堆肥。（Wei et al.,2017） ② 堆肥分级 根据堆肥中重金属的含量，确定堆肥的不同用途，优质堆肥适宜农业应用，二级堆肥可用作
后处理：
根据需要进行 破碎分选，进 一步去除杂物
脱臭：
包括酸碱溶液吸 收法，臭氧氧化 法，活性炭吸附 法等。
贮存：
干燥、透气下的 环境存放
堆肥的工艺流程
堆肥腐熟度的评价
堆肥腐熟度的评价
国内外堆肥状况
Fig. 1. The amount of MSW generated and composted in the USA, UK, Japan and China during 2004–2013 (Unit: million tons) (Eurostat, 2015; USEPA, 2013; MOEJ, 2015 a National Bureau of Statistics of China, 2015)
杨凌城市污泥高效好氧堆肥研究
杨凌城市污泥高效好氧堆肥研究杨凌城市污泥高效好氧堆肥研究近年来，随着城市化进程的不断推进，城市污水处理厂产生的污泥数量也呈现出快速增长的趋势。
然而，传统的污泥处理方法存在着处理周期长、占用大量土地资源以及产生环境污染等问题。
因此，寻找一种高效且环境友好的城市污泥处理方式是迫切需要解决的问题之一。
为了解决城市污泥处理的难题，杨凌市政府邀请了相关专家和科研人员进行了高效好氧堆肥技术的研究。
该项研究旨在通过有效利用城市污泥，并将其转化为有机肥料，为农业生产提供可持续的肥料资源。
首先，在研究初期，科研团队对杨凌市的污泥样品进行了详细的分析和检测，以了解其物理性质、化学成分和微生物特征等基本情况。
研究结果显示，杨凌市的污泥中富含有机质和养分元素，具备进行高效好氧堆肥处理的潜力。
随后，科研团队设计了一种适合杨凌市污泥特点的好氧堆肥工艺，以提高处理效率并减少环境污染。
该工艺包括预处理、堆肥主体阶段以及后处理等环节。
在预处理环节中，科研团队采用了物理和化学方法对污泥进行初步处理，如筛分和厌氧消化等。
通过筛分，可以去除大颗粒杂质，提高后续堆肥的质量；而通过厌氧消化，可以降低污泥中的有机质含量，减少堆肥过程中的气味和二氧化碳排放。
随后，污泥被输送到堆肥主体阶段，在适当的堆肥料比例下，通过密封和通风控制堆肥温度、水分和气体等因素，以促进微生物的活动。
在这一阶段，科研团队不断优化堆肥的条件与操作，保持堆体的通气性和温度适宜性。
最后，在堆肥过程中产生的产物和副产物进行后处理。
其中，产物中的有机质和养分被提取和分离，用作有机肥料的制备；而副产物中可能存在的重金属等有害物质，则进行了合理的处理和处置，以最大限度地避免对环境的污染。
经过一系列实验和优化，科研团队取得了良好的研究进展。
他们成功地制备了高质量的有机肥料，并在实验室中进行了农作物的生长试验。
结果显示，使用经过高效好氧堆肥处理的城市污泥制备的有机肥料，能够显著提高农作物的生长和产量。
试论城市垃圾机械化动态堆肥处理技术
试论城市垃圾机械化动态堆肥处理技术随着城市工业化和人口的持续增长，城市垃圾处理问题日益突出。
传统的垃圾处理方式已经无法满足日益增长的垃圾处理需求，垃圾处理成为了当前城市管理的一大难题。
面对着垃圾处理的挑战，城市垃圾机械化动态堆肥处理技术应运而生。
本文就将从技术原理、应用情况和发展前景等方面进行探讨。
一、技术原理城市垃圾机械化动态堆肥处理技术是一种以机械设备和生物菌剂为核心的新型垃圾处理技术。
其技术原理主要包括以下三个方面：1. 机械设备处理：该技术采用先进的机械设备进行垃圾分类、粉碎和混合，使得垃圾中的有机物、无机物和水分能够得到有效的分离和混合。
2. 生物菌剂处理：垃圾中的有机物质主要通过生物菌剂进行分解，产生大量的有机质颗粒和二氧化碳气体，同时也有机物质也能转化为有机肥。
3. 动态堆肥处理：通过机械设备和生物菌剂的协同作用，将垃圾堆肥进行动态处理，有效降解有机物质，控制堆肥温度和水分，达到高效、稳定的堆肥效果。
二、应用情况城市垃圾机械化动态堆肥处理技术的应用已经在一些城市得到了推广和应用，取得了一定的效果。
例如在一些垃圾处理厂，通过引入该技术，成功解决了垃圾处理难题，实现了垃圾资源化利用和无害化处理。
具体而言，通过该技术处理的城市垃圾，可以分为可回收物、有机肥和无害渗滤液三类产品。
可回收物能够进行进一步的资源化利用，有机肥可以作为农业生产的有机肥料，而无害渗滤液则可以进行处理达到排放标准。
这样一来，垃圾处理不仅减少了对环境的污染，还实现了资源化利用，促进了可持续发展。
三、发展前景城市垃圾机械化动态堆肥处理技术的发展前景十分广阔。
该技术可以有效解决城市垃圾处理难题，减少城市环境污染，为城市可持续发展提供保障。
该技术可以实现垃圾资源化利用，减少对自然资源的消耗。
通过生物菌剂处理有机物质，可以生产出有机肥料，为农业生产提供绿色有机肥料，同时也有助于改善土壤质量。
动态堆肥处理技术可以实现工业化生产，降低垃圾处理成本，提高处理效率。
城市生活垃圾好氧堆肥实验及嗜热微生物群落研究的开题报告
城市生活垃圾好氧堆肥实验及嗜热微生物群落研究的开题报告一、选题背景与研究意义随着城市化进程的不断加速和人口的不断增加，城市每天所产生的垃圾量也在不断增加。
如何处理城市生活垃圾成为城市管理所需要解决的一个重要问题。
传统的垃圾处理方式主要是填埋和焚烧，这些方式不但浪费了大量的资源，而且带来的环境问题也日益严重。
因此，生态环境保护已成为了国际社会共同面临的重大问题。
好氧堆肥是一种能够减少垃圾量，同时充分利用有机物质的处理方式，与传统垃圾处理方式相比具有较高的资源利用效率和环保效益，并且具有较好的经济效益。
微生物是好氧堆肥过程中至关重要的组成部分，因此，深入研究嗜热微生物群落对好氧堆肥过程的影响和作用，对于探明好氧堆肥的机理和提高好氧堆肥效率具有重要意义。
二、研究目的本研究的主要目的是：1. 探究不同外界条件对好氧堆肥的影响；2. 研究嗜热微生物群落在好氧堆肥过程中的变化，并探讨其在好氧堆肥过程中的作用；3. 分析好氧堆肥处理效果，并探讨好氧堆肥的可行性。
三、研究方法本研究将通过以下步骤进行：1. 选取不同环境条件（如温度、湿度、pH值等）下的好氧堆肥试验，探究外界因素对好氧堆肥的影响；2. 采用高通量测序方法，对好氧堆肥过程中嗜热微生物群落的演变进行深入研究，同时研究嗜热微生物在好氧堆肥过程中所参与的代谢途径和功能；3. 对试验结果进行统计分析，比较不同试验条件下的好氧堆肥处理效果，并探讨好氧堆肥的可行性。
四、预期结果通过本研究，预期可以得到以下结果：1. 探明外界环境因素对好氧堆肥的影响规律，为好氧堆肥的工程应用提供依据和指导；2. 研究嗜热微生物对好氧堆肥过程的影响，探明其代谢途径和功能，为好氧堆肥机理的研究提供参考；3. 分析好氧堆肥处理效果，探讨好氧堆肥的可行性，为城市垃圾的治理提供新的思路和方法。
五、研究难点本研究的主要难点有：1. 好氧堆肥过程由于涉及到多种物理、化学、生物因素，因此需要针对不同参数进行大量试验，并对试验结果进行比较分析；2. 嗜热微生物的研究需要采用高通量测序等前沿技术，而这些技术需要客观、准确的实验平台和设备支持；3. 城市垃圾治理是一个复杂的社会问题，同时也需要政策、法律等多方面的支持和推动。
生活垃圾堆肥分阶段反应动力学研究3
=
10. 799S 272. 4 + S
( 9)
图 6 接种组堆肥底物反应速度倒数与浓度倒数的关系
2. 3 讨 论
从接种动力学方程可知, 堆料中接种复合微生物 菌剂, 增加了堆层中微生物的初始浓度, 提高了微生物 活性, 可以使堆料中的有机物迅速分解, 加速堆肥过 程。在升温2降温阶段最大反应速率由对照组的 7. 905 g ( h ・ k g ) 提高到接种复合微生物堆肥系统的 18. 870 g ( h ・kg ) , 提高了 138. 7◊ ; 在高温2降温阶段 最大反应速率由对照组的 10. 799 g ( h ・k g ) 提高到 接种复合微生物堆肥系统的 15. 530 g ( h ・k g ) , 而 Km 由对照组的 272. 4 g k g 降低为 169. 4 g k g , 下 降了 103. 0 g k g , 说明接种复合微生物菌剂不仅使
V
对照组
=
7. 905X 11. 22 + X
( 5)
2. 2 高温 2 降温阶段动力学分析
在堆肥反应后期, 随着有机物的分解, 堆肥底物 浓 度越来越少, C N 值也越来越小, 底物浓度成为 堆肥反应速度的限制因素, 而微生物浓度充足, 为
图 4 对照组底物分解速率倒数与微 生物浓度倒数之间的关系
席北斗等 生活垃圾堆肥分阶段反应动力学研究
生活垃圾堆肥分阶段反应动力学研究3
席北斗1 李英军2 刘鸿亮1
( 1. 中国环境科学研究院, 北京 100012; 2. 北京农业职业学院北苑分院, 北京 100012)
摘要 根据堆肥不同阶段特点, 通过接种和不接种堆肥实验, 分别研究升温2高温阶段和高温2降温阶段动力学。 从得到的动力
城市污泥好氧堆肥过程中有机质降解模型-2019年精选文档
城市污泥好氧堆肥过程中有机质降解模型收稿日期：2015-01-15基金项目：国家自然科学基金（编号：41161075）；广西“八桂学者”建设工程专项；广西壮族自治区自然科学基金重大项目（编号：2O13GXNSFEAO53O02;广西壮族自治区自然科学基金编号：2014GXNSFBA11821)0。
通信作者：王敦球，博士，教授，主要从事污染控制与资源化利用研究。
E-mail ：wangdunqiu 。
近年来，国内外很多学者对堆肥中的有机质进行了研究，并提出不同的有机质分类方法[1-2] 。
李国学等在充分考虑物料中的有机质被好氧微生物氧化分解难易程度的基础上将其分为3 类：易降解、中等程度降解、难降解[3] 。
Tremier等根据有机质在降解过程中具体经历的途径将之分为3 类：容易被降解有机质、可缓慢被降解有机质、难被降解或惰性有机质，分别用MB、MH、MI 表示[4] 。
Kaiser 在综合考虑生物质的分类及各类有机质被微生物降解特异性的基础上，将其分为4 部分：糖类和淀粉类、纤维素、半纤维素、木质素[5] 。
20 世纪80 年代以来，许多学者利用数学模型作为工具描述堆肥进程并成功实现了对堆肥过程的模拟，主要涉及到堆肥的质量与热量平衡过程、氧气-温度- 水分的动态变化过程、有机质降解规律等3 个方面，分别对应的是质量与热量平衡模型、氧气- 温度- 水分动态变化模型、有机质降解动力学模型[6-7] 。
目前被学者们认可的有机质降解动力学模型主要有3 类：一阶降解动力学模型、莫诺方程模型（Monod、经验公式总结模型。
一阶降解动力学模型、莫诺方程模型具有良好的理论基础，能反映有机质降解机理，在模拟效果、应用范围上均要优于经验公式模型。
与Monod 模型相比，一阶模型中的参数变量少，模型求解过程也更简单，已逐渐成为堆肥过程中有机质生物降解的研究趋势。
本研究在智能化仓式好氧堆肥装置中利用氧气- 温度联合反馈通风的自动控制方法，分析连续控制工艺下不同通风量堆体的有机质组分降解规律，确定污泥堆肥中各有机组分的降解速率常数，旨在为实现城市污泥堆肥资源化利用提供依据。
城市污泥堆肥项目研究报告
城市污泥好氧堆肥项目研究报告一、前言 (2)二、基本概念与基本原理 (2)1. 污泥 (2)1.1 污泥的定义与分类 (2)1.2 污泥的成分 (3)2. 堆肥 (5)2.1 堆肥的定义 (5)2.2堆肥工艺的分类 (5)2.3污泥好氧堆肥的原理 (6)三、污泥堆肥重要因素分析 (6)1. 微生物 (6)2. 堆肥的基本材料 (8)3. 堆肥的过程参数 (8)3.1含水率 (8)3.2 通气量 (9)3.3有机质含量 (11)3.4 C/N比 (11)3.5 pH值 (11)3.6 温度 (12)3.7臭味及其控制 (12)3.8腐熟度 (13)4. 堆肥的后处理与精制 (14)4.1 肥料质量标准 (14)4.2 粉状、粒状 (15)4.3 有机肥、有机-无机复混肥 (15)5. 堆肥应用的环境效应 (16)5.1 对土壤有机质的影响 (16)5.2 对土壤养分的影响 (17)5.3 对土壤微生物的影响 (18)5.4 对土壤物理性质的影响 (19)5.5 增产增收效果 (19)5.6 对土壤重金属的影响 (21)5.7 污泥堆肥中病原体对环境的影响 (22)5.8 污泥堆肥中有机污染物对环境的影响................................. 错误！未定义书签。
四、国内主要堆肥工艺及工程应用..................................................... 错误！未定义书签。
五、研究方向及目标............................................................................. 错误！未定义书签。
一、前言随着我国城市经济的发展和人口的增长、人们生活水平和环境意识的不断提高，城市废水处理量日渐增加，污水处理规模不断扩大，污泥产量逐年增加。
截至2006年，我国共有城市污水处理厂939座，日处理污水能力6370万吨，照此推算，每天产生含水率80%左右的城市污泥约4万多吨。
试论城市垃圾机械化动态堆肥处理技术
试论城市垃圾机械化动态堆肥处理技术城市垃圾是城市生活和生产活动中产生的有机废弃物的集中体现，大量的垃圾对城市环境和居民生活带来了极大的影响，而其中的有机废弃物更是对环境和健康造成了很大的威胁。
随着城市化进程的不断加快，城市垃圾处理问题变得越发突出，传统的填埋和焚烧处理方式已经无法满足城市垃圾处理的需求。
城市垃圾机械化动态堆肥处理技术的提出与应用成为解决城市垃圾问题的新思路与新方法。
一、动态堆肥处理技术的优势城市垃圾机械化动态堆肥处理技术是指利用专门的机械设备对城市垃圾进行处理，并采用动态堆肥技术将垃圾进行有机转化，从而达到减量化、资源化和无害化的高效处理方法。
相较于传统的处理方式，城市垃圾机械化动态堆肥处理技术有以下几点优势。
动态堆肥技术具有更高的垃圾处理效率。
传统的填埋和焚烧方式处理垃圾需要较长的处理周期，而采用动态堆肥技术可以将垃圾中的有机物质进行快速转化，降解周期更短，处理速度更快。
动态堆肥技术能够很好地减少垃圾处理过程对环境的影响。
填埋和焚烧处理方式容易造成环境污染，而动态堆肥技术则可以有效地减少二氧化碳和甲烷等有害气体的排放，对环境的影响更小。
动态堆肥技术处理的有机肥料能够成为农业生产的优质肥料。
动态堆肥处理后的有机肥料富含大量的养分成分，能够提高土壤肥力，促进植物生长，有助于农作物的增产增收。
动态堆肥技术能够减少对资源的浪费。
城市垃圾中含有大量的有机物质和营养元素，采用动态堆肥技术可以将这些资源转化为有机肥料，实现资源的再利用，减少资源的浪费。
城市垃圾机械化动态堆肥处理技术相对于传统的垃圾处理方式，技术难度更大，需要涉及到多个关键技术的研究与应用。
下面，我们就城市垃圾机械化动态堆肥处理技术的关键技术进行具体介绍。
城市垃圾机械化动态堆肥处理技术需要涉及到垃圾的前期分选与处理技术。
垃圾中往往混杂着大量的杂物，需要通过专门的垃圾分选设备进行分选，将有机物质与其他垃圾进行有效分离，为后续的处理打下基础。
垃圾堆肥工艺过程动态模拟及优化研究
底物消耗与微生物浓度有关 ,考虑微生物的自
身呼吸可通过下面形式的方程来说明 :
dx dt
=
Ym
-
ds dt
-
keX
(2)
式中 : d x / d t —微生物的净生长速率 ( mol/ L3 ·h) ;
ds dt
—底物消耗速度 ( mol/ L3·h)
;
Ym
—生长系数 (微
生物量/ 底物质量) ; ke —内源呼吸系数 (h - 1) 。
dW dt
+ ( Ta -
T)
qCa +t
+
dX dt
(10)
式中 : Cc = 堆料比热 ( kJ / kg·℃) ; h1 = 单位重量干
燥有机物发热量 (kJ / kg) ; h2 = 水蒸发潜热 ( kJ / kg) ;
究 。E2mail :xibeidou @263. net
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第2期
席北斗等 :垃圾堆肥工艺过程动态模拟及优化研究
第卷第期环境污染治理技术与设备年月席北斗李英军张晓萱黄国和秦肖生刘鸿亮中国环境科学研究院北京北京农业职业学院北京北京化工大学化学工程学院北京摘要选取通气量含水率温度底物浓度等作为堆肥控制因子在堆肥生物反应动力学的基础上根据堆肥反应过程的物料平衡和能量平衡以及微生物比生长速度与含水率堆肥温度的依存关系结合翻转式堆肥反应装置操作运行条件对厨房垃圾好氧堆肥过程中堆温含水率有机物微生物量及氧气消耗量等变化进行计算机模拟计算并将模拟结果与堆肥实验结果进行对比
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23-26
１.３.1好氧堆肥原理
23-2４
1.3．2堆肥微生物
２4-25
１.３．3影响堆肥化的因素分析
25
1．３.4堆肥化工艺概略
25-26
1．４数学模型介绍及好氧堆肥模型的研究现状
2６-3６
1．4.1数学模型的分类
27
1.4.2数学模型的构造过程
2７-28
1．4.３数学模型的建模原则
57-5９
3.2.2模型几何结构
59
3.2.3模型公式
59－63
３.2.4模型计算
63-64
3．2．5模型验证与结果讨论
６４－73
3．2.6小结
７３-７4
结论
７4-７5
参考文献
75-8１
致谢
8１-82
附录A（攻读学位期间所发表的学术论文目录）
8２-8３
附录B(模型计算程序主要代码)
农作物秸秆阴燃特性及应用研究
2006
【论文级别】
硕士
【网络出版投稿人】
山东理工大学
【网络出版投稿时间】
2006-08-１5
【关键词】
农作物秸秆；阴燃;阴燃炉;
【英文关键词】
Aｇro-ｓtalkｓ；Smoldｅｒinｇ;Sｍoｌｄｅｒｉｎgｆuｒｎace;
【中文摘要】
农作物秸秆作为我国生物质能的重要组成部分,其特点是分布分散,热值较低,集中应用时收集、运输成本较高。根据这个特点,开发一种经济实用的应用技术,对解决目前秸秆田间地头焚烧等造成的能源浪费,环境污染等问题,具有重要的意义。本研究围绕利用农作物秸秆阴燃进行农村住宅供暖等思想,对农作物秸秆的热值特性,阴燃特性进行了分析实验,在此基础上,设计制作了阴燃取暖炉,并进行了阴燃实验。首先,对山东省典型农作物秸秆特性进行了研究,实验检测了各秸秆的堆密度、含水率、热值和元素含量。并建立了元素含量和热值间的神经网络模型,为阴燃设备的设计提供了基础数据。其次,应用同步热分析仪对秸秆阴燃进行了分析实验,通过对实验ＤＳC曲线的分析处理,得出结论，玉米秸、麦秸、豆秸和高粱秸的阴燃热效率都在55%以上。在上述研究的基础上,设计制作了室内农作物秸秆阴燃取暖炉,对麦秸、玉米秸、豆秸和高粱秸的实验表明：装料容积为４60mm×330mｍ×45０mm的阴燃炉中,约3．6kg的麦秸、玉米秸和高粱秸均能稳定的阴燃,炉腔中心点温度维持在４00℃以上分别达4１6min、1６8min和165mｉn。玉米秸和高粱秸在阴燃开始阶段出现明...
１２－16
1．1.1城市生活垃圾处理技术现状分析
１2－１4
１．１.2城市生活垃圾主要处理方法介绍
14－16
1．２ 城市生活垃圾堆肥处理的历史
16-23
1．2.1堆肥化的概念
１6-1７
1.2.２垃圾堆肥化的发展过程
17-19
1.２.3中国城市生活垃圾堆肥
19-21
1．2．4垃圾堆肥化的未来展望
2１-2３
１１-1４
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【英文题名】
Stuｄｙｏn theSmoldeｒing Chａraｃｔerｉstｉcs aｎd Aｐplｉcaｔion oｆthｅAgro-stalkｓ
【作者】
矫常命；
【导师】
闸建文；何芳；
【学位授予单位】
山东理工大学；
【学科专业名称】
农业机械化工程
【学位年度】
第3章城市生活垃圾好氧堆肥过程中氧气吸收率变化理论模型的建立
46-74
３.1模型所依据的微生物动力
３.1.2微菌—底物系统的分类
49
3.1.3多相系统—附着生长
49-51
3.1.4多相系统—固体底物
51－56
3.2模型建立
５6－7４
3．2.１模型假设
城市垃圾好氧堆肥过程的动力学研究
————————————————————————————————作者：
————————————————————————————————日期：
ﻩ
城市垃圾好氧堆肥过程的动力学研究
摘要
７-8
Abstract
８－9
插图索引
9-1０
附表索引
１0-11
第1章 绪论
11-３７
１．1城市生活垃圾处理的工艺概述
４0
2.１．6储存
40
2.1.7小结
40
2．２堆肥系统的过程控制要素
40-４６
２.２.1堆肥过程的碳氮比控制
4０-41
２．２．2堆肥过程的水分（含水率)控制
41-42
２．2．3堆肥过程的温度控制
4２
2．2.4堆肥过程的通风控制
４2-4４
２.2.5堆肥过程的pH值控制
44
2．2.6发酵周期的确定
44-46
【英文摘要】
Asａn imｐoｒｔaｎt cｏmｐonｅnt of bioｍassｅnergy iｎchｉna，agro-stａｌkｓaｒｅoｆｓｏmｅ ｆeatureｓ:ｓcatteredｄistrｉbutｉon,ｌoｗheatingｖaｌue aｎdhiｇheｒｔraｎsportationｃost To devｅloｐaｎecｏｎomｉcal and pｒacｔicａｌtｅchｎologyaｃcｏｒdinｇtoｔheｓe fｅatureｓiｓofｇｒeａt imporｔａnce to solveｔheisｓuｅs ofａir pｏｌluｔion aｎｄeneｒgy waｓte caｕｓｅｄbyfｉelｄｂurning oｆagro-stａｌkｓ.Iｎordｅr totakeuseｏf agro-stalkｓsmolderingaｓheat rｅsource ofresidencｅｈeaｔinｇｉnｒｕralｐlaceinｗiｎter, invｅstigatｉon on property values and smolｄerｉn...
农作物秸秆阴燃特性及应用研究
中文摘要
3-4
ABＳＴＲＡＣＴ
4-7
第一章绪论
7-１5
§1.1引言
７
§1.2国内外研究现状及分析
7-14
§1.２.1利用农作物秸秆等生物质能的重要意义
7-8
§1．2.2现有农作物秸秆能源利用主要技术
8-1０
§１.2.3农作物秸秆直接燃烧技术现状及分析
10-11
§１．2.4农作物秸秆阴燃技术研究现状及分析
28
1.4.4数学模型的建模步骤
28-29
1.4.５好氧堆肥模型的研究现状
29-36
１．5本文构想
36－37
第2章堆肥厂的工程分析及过程控制要素
３7－46
2.1堆肥厂的工程分析
３7-４0
２.１.1废物接收
37
２.1.２预处理
3７-38
2.1.3堆肥反应器
３8-39
2.1.４排放气体处理
39－４0
2．１.5后处理