固体废物处理与处置(好氧堆肥)
实验报告好氧堆肥
固体废物处理处置工程实验表
堆肥有机物分解过稈图
(1)中温阶段(产热或起始阶段)：堆制初期，15〜45 C,嗜温性微生物利用堆肥中可溶性有机物进行旺盛繁殖。
温度不断上升，此阶段以中温、需氧型微生物为主，一些无芽孢细菌，真菌和放线菌。
在目前的堆肥化设备中，此阶段一般在12小时以内。
(2)高温阶段：45 C以上，嗜热性微生物为主，复杂的有机物如半纤维素、纤维素和
蛋白质等开始被强烈分解。
50 C左右主要是嗜热性真菌和放线菌；
60 C时，几乎仅为嗜热性放线菌和细菌在活动；
70 C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 45〜65C范围内最活跃，所以最佳温度一般为55C，最易分解有
机物，病原菌和寄生虫大多数可被杀死。
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。
(3)腐熟阶段(降温阶段)：在内源呼吸后期，只剩下部分较难分解的有机物和新形成的腐殖质，
此时微生物的活性下降，发热量减少，温度下降。
嗜温性微生物又占优
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固体废物处理与处置最新课后答案(宁平版)
第一章1、名词解释：固体废物、危险固体废物、减量化、资源化、无害化、。
（1）固体废物：是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
（2）危险固体废物：列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物（《固体废物污染环境防治法》，1995年）（3）减量化：指通过实施适当的技术，减少固体废物的产生量和容量。
其中，前者的实施主要在于清洁生产技术的开发与应用，从生产源头控制固体废物的产生；后者则包括分选、压缩、焚烧等方法，对固体废物进行处理和利用，从而达到减少固体废物容量的目的。
（4）资源化：指采取各种管理和技术措施，从固体废物中回收具有使用价值的物质和能源，作为新的原料或者能源投入使用。
广义的资源化包括物质回收、物质转换和能量转换三个部分。
（5）无害化：指通过适当的技术对废物进行处理（如热解、分离、焚烧、生化分解等方法），使其不对环境产生污染，不致对人体健康产生影响。
（6）清洁生产：在工艺、产品、服务中持续地应用整合且预防的环境策略，以增加生态效益和减少对于人类和环境的危害和风险。
3、简述固体废物的种类和组成。
（1）我国制定的《固体废物污染环境防治法》中，将固体废物分为工业固体废物（废渣）与城市垃圾和危险废物三类。
（2）主要是按废物组成的材料特征对各组分进行区分，并描述其分布状况的固体废物特征分析方法。
4、清洁生产与固体废物污染控制有何关系？固体废物的污染控制措施有（1）积极推行清洁生产审核，实现经济增长方式的转变，限期淘汰固体废物污染严重的落后生产工艺和设备。
（2）采用清洁的资源和能源。
（3）采用精料（4）改进生产工艺，采用无废或少废技术和设备（5）加强生产过程控制，提高管理水平和加强员工环保意识的培养。
（6）提高产品质量和寿命。
固体废物的厌氧发酵处理
（4）营养成分（营养比） 厌氧微生物对于氮和磷等营养物质的需求是低于好氧微 生物的，厌氧发酵原料的C/N比以（20~30）:1为宜，太 高，细胞氮量不足，系统的缓冲能力低，挥发性有机酸 积累，pH 值易降低；太低，氮量过多， pH 值可能上升， 铵盐容易积累，会抑制产甲烷菌的活动，影响消化进程。
（5）添加物和抑制物 在消化物料中添加少量的K、Na、Mg、Zn、P等元素有
理
厌 堆肥有机 物(C、N、
氧 O、H、P、 消 S等) 化
细胞物质(微生物繁殖)
有机酸、醇类、 CO2 、 H2S 、 NH3 、 能量
细胞物质 CO2 、 CH4 等，能量
两
阶
段
酸性发酵阶段
碱性发酵阶段
理
主要微生物为发酵细菌或产
论
酸细菌, 消化液的pH迅速下
主要微生物为产甲烷细菌, 将产酸阶段产生的中间产物
根据消化温度划分工艺类型
高温消化：50~65 ℃，有机物分解率可达到35%~45%，有 机物分解旺盛，消化时间~10d，产气率高，可以有效杀灭各 种致病菌和寄生虫卵，卫生化高，非常适用于生活垃圾、粪 便和有机污泥、餐厨垃圾的处理，但能耗高，温度变化的敏 感性大，工艺稳定性降低。
根据消化等级划分工艺类型
含水率50-60% 温度和有机物含量
堆肥化效果
C/N（25-30）和C/P （75-150）
因 在55-60，20-80% 素 前处理 主发酵 后发酵
后处理
pH7.5-8.5
5 脱臭
贮存
及 ➢ 分选、破 ➢ 发酵仓或➢ 进一步分 ➢ 分选设备➢ 产生氨、硫化氢➢、夏冬需贮存，
工 碎、筛分、 露天堆积，解难分解 去除塑料、甲基硫醇、胺类 容纳6个月的 混合、养 强制或翻 有机物， 玻璃金属、等。化学除臭剂；贮存设备；干
固体废物处理与处置名词解释
一、名词解释：1、固体废物：固体废物，是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
2、固体废物污染环境防治法：根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中给出的定义，固体废物是指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。
2、固体废物处理：通常是指通过物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。
3、固体废物处置：是指将固体废物焚烧或用其他改变固体废物的物理、化学、生物特性的方法，达到减少已产生的固体废物数量、缩小固体废物体积、减少或者消除其他危害成分的活动；或者将固体废物最终置于符合环境保护规定要求的场所或者设施并不再回取的活动。
4、城市生活垃圾：在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物。
5、危险废物：危险废物是被列入国家危险废物名录或者被国家危险废物鉴定标准和鉴定方法认定的具有危险性的废物。
2、固体废物的“三化”原则：指无害化、减量化和资源化。
3、破碎：指利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程。
4、“全过程管理”：指从固体废物的产生、收集、运输、贮存、处理到最终处置的整个过程及各个环节都实行控制管理和开展污染防治，包括固体废物产生的管理、收集系统管理、运输管理、贮存管理、处理与处置管理。
5、分选：固体废物的分选简称废物分选，目的是将其中可回收利用的或不利于后续处理、处置工艺要求的物料分离出来。
废物分选是根据物质的粒度、密度、磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性以及表面润湿性的不同而进行分选的。
6、压实：压实又称压缩，用机械方法增加固体废物聚集程度，增大容重和减少固体废物表观体积，是提高运输与管理效率的一种操作技术。
固体废物处理与处置(好氧堆肥)
理、建堆、翻堆和储存4个工序组成。主要技术环节有以
下几点：
（1）场地
①空间：应足够大。
②场地表面：必须坚固和有坡度。当采用坚硬的 材料(如道路沥青和混凝土)时，场地表面坡度 不小于1%；当采用不够坚硬的材料(如砾石和炉 渣)时，其坡度应不小于2%。 ③渗滤液收集和排除系统：至少包括排水沟和贮 水池。面积大于20,000m2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。 ④其它设施：屋顶、挡风墙。
3、堆肥无害化的机理——热灭活理论
好氧堆肥化能提供杀灭病原体所需要的热量，（病原体）细胞 的热死主要是由于酶的热灭活所致。其依据的理论主要是热 灭活理论。 热灭活有关理论指出：
(1)温度超过一定范围时，以活性型存在的酶将明显降低，大部 分将呈变性(灭活)型。细胞会失去功能而死亡。
(2)热灭活作用是温度与时间两者的函数，即经历高温短时间或 者低温长时间同样有效。 (3)在低温下，灭活是可逆的；而在高温下，则是不可逆的。 实际因素会限制热灭活效率，所以实际操作时，堆肥无害化 温度—时间条件要比理论上更高一些。即在较高的温度维持 较长时及主要技术环节
不同堆肥技术的主要区别在于维持堆体物料均匀 及通气条件所使用的技术手段的不同。堆肥化系 统有多种分类方法。 按堆制方式可分为间歇堆积法和连续堆积法； 按需氧程度分为有好氧堆肥和厌氧堆肥； 按温度分为有中温堆肥和高温堆肥； 按技术分为有露天堆肥（野积式堆肥）和机械密封 堆肥（工厂化机械堆肥） ； 按原料发酵所处状态分为静态发酵法和动态发酵法。
02 固体废物处理与管理技术_好氧堆肥技术介绍
2.2 好氧堆肥化的影响因素
被动通风 由于热空气上升引起所谓“烟囱”效应而使 空气通过堆体的方式。堆体底部辅以孔眼朝上的穿 孔管，或用空心竹竿竖直掺入堆体，当堆体中的热 空气上升时，其所形成的抽吸作用能使外部空气进 入堆体内，达到自然的通风效果。 优点：费用少； 缺点：无法控制通风量
2.2 好氧堆肥化的影响因素:含水率
堆肥外层 堆肥内层
翻堆
2.2 好氧堆肥化的影响因素
强制通风（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）；翻堆与强 制通风结合；被动通风（热空气上升引起的烟囱效 应而使空气通过堆体，条垛堆肥系统常用）。
正压鼓风
负压鼓风
2.2 好氧堆肥化的影响因素
强制通风自动控制系统： 温度反馈系统 O2与CO2浓度反馈系统 速率恒定-时间控制 速率变化-时间控制
④：计算耗氧量（kg）
C31H50O26N + 20.82O2 →0.76C11H14O4N + 22.64CO2 + 19.32H2O +0.24NH3
④-1：计算单位反应物的耗氧量（kg） 20.82mole-O2/mole-反应物×32g-O2/mole-O2 = 666.24 g-O2/mole-反应物
C/N
3.42 18.86 8.57 54.8 84.8
有机成分
木片 绿草 垃圾
食品废弃物
化学组成
C299H420O186N C23H38O17N C16H27O8N C18H26O10N
C266H434O210N
C/N
256 19.7 13.7 15.4 228 23.1
蛋白质 脂肪 初沉污泥 混合污泥 生活垃圾
课程思政典型案例(好氧堆肥)
南京工程学院“课程思政”建设课程典型案例展之《固体废物处理与处置》典型教学案例固体废物的好氧堆肥处理内容简介（一）学情分析▶1、教学对象分析：学生在前期对固废处理等方面的基础知识和科学道理已经有一定掌握，深入涉及垃圾焚烧物理处（如固化、稳定化）置和化学处置（如焚烧）的相关知识，相对而言这两部分偏向于“看得见摸得着”,其中的大部分阶段和环节学生都能直观感受到；但是固废“生物处理”部分涉及的内在反应大多属于研究性领域范畴，本科学生对于理解内在发生科学机制和影响因素需要花费一定的精力；本章节内容根据《固体废物处理与处置》中的“固体废物的生物处理”章节而设计，在该知识点充分融入了乡村振兴、垃圾分类、节能减排等知识、贴近生产生活。
值得注意的是，本校学生大多来自于农村、接触农业生产的频次较多，因此学生对于特定内容会有一定的知识储备，容易产生思考和共鸣；此外，与《水污染控制工程》中污水生物的相关内容类似，固废生物处理的本质还是微生物与有机物发生一系列复杂化学反应的过程，因此具有一定化学基础的学生会取得更好的教学效果，授课教师有必要进行一定程度的调查和科普工作。
▶2、授课知识点分析：（1）好氧堆肥是固废生物处理的重要方法，对于固废的减量化、无害化、资源化和稳定化非常重要：未经腐熟的生物有机肥携带大量的致病微生物和寄生性蛔虫卵，施入农田后会附着在作物上造成直接污染或进入土壤造成间接污染，有机肥未完全腐熟施用至田间后还会因继续发酵造成土壤温度升高,且易产生有害气体及物质累积,造成作物根部的伤害。
堆肥的最终目的是将有机组分为主的固体废物腐熟分解成为作物可利用状态的养分和腐殖物质，因此对好氧堆肥的原理和工艺流程进行深入学习是环境工程学生必须要进行开展的一项教学任务。
（2）针对固废的高效生物处理技术可以有效克服填埋和焚烧处理导致的占地面积大、处理效率低、处理费用昂贵、环境污染严重的问题，因此它是环境工程领域和环保工作者必须掌握的重要知识点。
固体废物处理与处置(好氧堆肥)..58页PPT
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
工业废弃物好氧堆肥技术方案
工业废弃物好氧堆肥技术方案背景随着工业化的发展，大量工业废弃物排放给环境造成了极大的污染，同时这些废弃物却可以转化为高价值肥料，用于农业生产。
因此，开发工业废弃物好氧堆肥技术，不仅能够处理工业废弃物，还能充分利用这些废弃物资源，提高农作物产量，减轻环境压力，对推动可持续发展具有重要意义。
技术方案工业废弃物好氧堆肥技术，是指将工业废弃物作为原料，利用微生物在适宜的环境条件下进行代谢作用，使有机物质分解生成稳定的腐熟有机肥料的技术。
技术方案具体步骤：1. 堆肥原料选择：选择适宜的工业废弃物作为堆肥原料。
2. 堆肥基础设施建设：建设好氧堆肥场、喷淋系统、通风系统、装载设备、环保排水系统等。
3. 原料预处理：对原料进行清洗、筛选、分选等处理，保证原料质量。
4. 堆肥料配比：根据微生物分解原理和不同作物对养分的需求量，进行堆肥料配比。
5. 堆肥料堆积：将经过预处理和配比的原料堆积，按不同时间、不同高度、不同形状要求分层放置。
6. 堆肥料发酵：适当控制堆肥料的水分、温度、通气量等条件，促进微生物代谢作用。
7. 堆肥料腐熟：经过数次发酵后，通过振动筛选、堆积晾晒等方式，使有机质分解稳定，生物活性物质降低，具有良好的物理化学特性和稳定性，成为稳定的有机肥料。
主要优点- 工业废弃物得到了更好的处理和利用，减轻了环境污染。
- 以工业废弃物作为原料生产有机肥料，可以减少化学肥料的使用，提高农作物产量。
- 好氧堆肥技术能够降低废弃物排放量，节约资源，符合循环经济和可持续发展。
适用范围工业废弃物好氧堆肥技术适用于适宜的工业废弃物种类，如食品厂废弃物、木材工业废弃物、皮革工业废弃物等，并且适用范围广泛，在城市和农村站点均可推广使用。
结论工业废弃物好氧堆肥技术方案是一项非常有前景和应用价值的技术方案。
作为一种新型环保工艺，它可以有效解决工业废弃物的处理问题，同时生产出有机肥料，实现了废物利用与资源化，有望成为未来趋势。
固体废物处理与处置课后答案
第１章绪论1.概念解释：固体废物：是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质，以及法律、法规规定纳入固体废物管理的物质。
固体废物处理：将固体废物转化为便于运输、贮存、利用或最终处置的过程。
固体废物处置：将已无回收价值或确定不能再利用的固体废物长期置于符合环境保护规定要求的场所或设施而不再取回，从而与生物圈相隔离的技术措施。
城市生活垃圾：指城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中所产生的固体废物，以及法律、行政法规视作城市生活垃圾的固体废物。
危险废物：列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。
主要特征有：毒性、腐蚀性、传染性、反应性、易燃易爆性。
１资源化：指采取各种管理和技术措施，从固体废物中回收具有使用价值的物质和能源，作为新的原料或者能源投入使用。
无害化：指通过适当的技术对废物进行处理，使其不对环境产生污染，不致对人体健康产生影响。
减量化：指通过实施适当的技术减少固体废物的容积。
其中，前者的实施主要在于清洁生产技术的开发与应用，从生产源头控制固体废物的产生；后者则包括分选、压缩、焚烧等方法，对固体废物进行处理和利用，从而达到减少固体废物容量的目的。
巴塞尔公约：正式名称为《控制危险废料越境转移及其处置巴塞尔公约》，1989年3月22日在联合国环境规划署于瑞士巴塞尔召开的世界环境保护会议上通过，1992年5月正式生效。
由序言、29项条款和6个附件组成，旨在遏止越境转移危险废料，特别是向发展中国家出口和转移危险废料。
2.略述固体废物分类方法。
按照《固体法》中的相关划定，通常将固体废物分为以下三大类。
①工业固体废物：指来自各工业生产部门的生产和加工过程及流通中所产生的废渣、粉尘、污泥、废屑等。
②城市生活垃圾：也称城市固体废物，主要指城市日常生活中２或者为城市日常生活提供服务的活动中所产生的固体废物，以及法律、行政法规视作城市生活垃圾的固体废物。
固体废物处理与处置(好氧堆肥)
(3)在低温下，灭活是可逆的；而在高温下，则是不可逆的。 实际因素会限制热灭活效率，所以实际操作时，堆肥无害化
温度—时间条件要比理论上更高一些。即在较高的温度维持 较长时间，才能达到无害化要求。
4、堆肥微生物
2、强制通风静态垛系统
（1）在条垛式堆肥系统上增加通风系统，就成为强制通风 静态垛系统。它能更有效地确保高温和病原菌灭活。
（2）场地：场地的表面应结实、能迅速排走积水和渗滤液。
（3）通风系统：包括鼓风机和通风管路。
①通风管路：固定式通风系统的管路放于水泥沟槽中或平铺在 水泥地面上，上铺木屑、刨花等空隙率较大的填充料，以便 均匀布气；或完全靠水泥沟槽充当通风管路。移动式通风系 统主要由简单的管道直接放在地面上构成，成本低，设计灵 活，易于调整。
①对堆肥原料进行预处理，将有机物含量提高至50%以上(含 污泥的堆料的挥发性固体含量应大于50%)。 ②发酵前在堆肥原料中掺入一定比例的稀粪、城市污水、污 泥、畜粪等。城市垃圾→粪稀，农业秸秆→畜禽，城市污泥 →草炭或锯末。 ③城市生活垃圾和污泥混合堆肥。通常污泥作调理剂，一般 原污泥中含有较高的挥发性物质（指单位干重固体在马福炉 中550℃灼烧损失的部分），直接堆肥较好。
固体废物处理与 处置(好氧堆肥)
固体废物的生物处理是指直接或间接利用生物体 的机能，对固体废物的某些组成进行转化以降低或消 除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污 染，同时又生产有用物质的工程技术。
第一节 固体废物的好氧堆肥处理
（一）堆肥化的定义与分类 堆肥化(Composting)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(Biostablization)的过程。具体讲就是 依靠自然界广泛分布的细菌、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，其实质是一种发酵过程。 废物经过堆肥化处理，制得的成品叫做堆肥(Compost )。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“腐殖土”。
固体废物处理处置工程-第六章-好氧堆肥技术
堆肥（compost）：
（二）、堆肥化的分类
静态堆肥； 动态堆肥 中温堆肥； 高温堆肥 露天堆肥； 机械密封堆肥 好氧堆肥； 厌氧堆肥
好氧堆肥
在有效控制的条件下，微生物对固 体和半固体有机废物的好氧中温或 高温分解，并产生稳定的腐殖质的 过程
（三）、堆肥化技术的发展历史
古老的 自然堆肥
20世纪20年代 20世纪30年代 20世纪70年代
印多尔法 （1920）
班加罗尔法 （1925）
丹诺（Nano）法 立式多段发酵塔
（1933）
（1939）
堆肥化技术的低谷
20世纪90年代以后 堆肥化技术重新受到重视
（三）、堆肥化技术的发展历史 我国堆肥技术的发展情况
♣ 简易高温堆肥技术
♣ 机械化高温堆肥技术
♣ 简易高温堆肥技术
特点： ✓工程规模小 ✓机械化程度低 ✓采用静态发酵工艺 ✓环保设施不齐全 投资和运行费用较低
有机物好氧生物分解的通式：
各种有机物
[C、H、O、N、P、S] + O2
CO2＋H2O＋NH3＋SO42＋……＋简单有机物＋ 更多微生物＋热量
此通式包括四个过程： （也即：好氧堆肥过程主要包括四个过程）：
（四）、好氧堆肥原理
（1）有机物的完全分解
4 a + b － 2肥原料与堆肥微生物 1、堆肥原料 生活垃圾 人畜粪便 有机污泥 农林废物
（四）、堆肥原料与堆肥微生物 2、堆肥微生物
嗜温性微生物
嗜热性微生物
（四）、堆肥原料与堆肥微生物 3、好氧堆肥过程
中温阶段
堆层温度：15～45℃
高温阶段
堆层温度：45℃以上
降温阶段（腐熟阶段）
二、好氧堆肥程序、工艺装置及影响因素
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（二）好氧堆肥原理
1、好氧堆Leabharlann 过程堆肥有机物分解过程图合成 细胞物质 (微生物繁殖) 腐殖物 + 质
堆肥有机物 (含C、H、O、N 、S 、P)， 氧，微生物
2、好氧堆肥化反应机理
①有机物的氧化
不含氮的有机物（CxHyOz） CxHyOz +(x+1/2y-1/2z)O2 →xCO2+1/2yH2O+能量 含氮的有机物(CsHtNuOv•aH2O) CsHtNuOv•aH2O+bO2 →CwHxNyOz•cH2O(堆 肥)+dH2O(气)+eH2O(液)+f CO2+gNH3+能量
5、影响堆肥化的因素
（1）化学因素
①C/N和C/P比:初始物料的C/N比在30:1 较好，最佳为25:1~35:1; C/P 比在75~150为宜。为保证成品肥料中的C/N比为10～20:1，初始原 料的一般C/N比都高于最佳值，多为35:1。 ②氧浓度:适宜的氧浓度为18%,最低不应小于8%。
C1 C2 K N1 N 2
废物经过堆肥化处理，制得的成品叫做堆肥(Compost )。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“腐殖土”。
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、好氧堆肥（高温堆肥）：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。
特点：一般在55～60℃时比较好，有时可高达80～90℃， 堆制周期短，也称为高温堆肥或高温快速堆肥 。
3、堆肥无害化的机理——热灭活理论
好氧堆肥化能提供杀灭病原体所需要的热量，（病原体）细胞 的热死主要是由于酶的热灭活所致。其依据的理论主要是热 灭活理论。 热灭活有关理论指出：
(1)温度超过一定范围时，以活性型存在的酶将明显降低，大部 分将呈变性(灭活)型。细胞会失去功能而死亡。
(2)热灭活作用是温度与时间两者的函数，即经历高温短时间或 者低温长时间同样有效，如下表所示。 (3)在低温下，灭活是可逆的；而在高温下，则是不可逆的。 实际因素会限制热灭活效率，所以实际操作时，堆肥无害化 温度—时间条件要比理论上更高一些。即在较高的温度维持 较长时间，才能达到无害化要求。
(同化作用)
供生物合成用
氧化 (异化作用)
CO2，H2O， NH3 ，PO42-， SO42-
+ 能量
随水或气 体排入环境
释放能量 转化为热
（1）中温阶段（产热或起始阶段）
堆制初期，15～45℃，嗜温性微生物利用堆 肥中可溶性有机物进行旺盛繁殖。温度不断 上升，此阶段以中温、需氧型微生物为主， 一些无芽孢细菌，真菌和放线菌。在目前的 堆肥化设备中，此阶段一般在12小时以内。
（2）高温阶段
45℃以上，嗜热性微生物为主，复杂的有机物如 半纤维素、纤维素和蛋白质等开始被强烈分解。
50℃左右主要是嗜热性真菌和放线菌； 60℃时，几乎仅为嗜热性放线菌和细菌在活动； 70℃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45～65℃范围内最活跃，所以最 佳温度一般为55℃，最易分解有机物，病原菌和 寄生虫大多数可被杀死。
堆肥化(Composting)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(Biostablization)的过程。具体讲就是
依靠自然界广泛分布的细菌、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，其实质是一种发酵过程。
③营养元素:足够的K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。 ④ pH值:堆肥微生物最佳的pH=5.5~8.5。 （2）物理因素
由于氧化分解减量化所以堆肥成品 (CwHxNyOz•cH2O)与堆肥原料(CsHtNuOv•aH2O ) 之比为0.3~0.5。通常可取如下数值范围： w=5~10， x=7~17， y=1 ，z=2~8。
②细胞质的合成（包括有机物的氧化以NH3为氮源）。 n(CxHyOz)+NH3+(nx+ny/4-nz/2-5x)O2 → C5H7NO2(细 胞质)+(nx-5) CO2+1/2(ny-4)H2O+能量 ③细胞质的氧化 C5H7NO2(细胞质)+5O2 → 5CO2+2H2O+ NH3+能量
微 生 物 活 性 示 意 图
0
对数增长期
减速增长期
内源呼吸期
1.微生物活性 2.O2利用率
时间 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。
（3）腐熟阶段 (降温阶段)
在内源呼吸后期，只剩下部分较难分解的 有机物和新形成的腐殖质，此时微生物的活性 下降，发热量减少，温度下降。嗜温性微生物 又占优势，腐殖质不断增多且稳定化，堆肥进 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。 堆肥物孔隙增大，氧扩散能力增强，此时只须 自然通风，最终使堆肥稳定，完成堆肥过程。
4、堆肥微生物
(1)来源和作用：有机废物里面固有的；人工加入的特殊菌种。 在一定条件下对某些有机物废物具有较强的分解能力，活性 强、繁殖快、分解力强，能加速反应进程，缩短反应时间。 (2)种类：①细菌：形体最小、数量最多，分解大部分的有机物 并产生热量；②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，如树皮报纸等硬物；③ 真菌：在堆肥后期与细菌竞争食物，更耐低温，部分真菌需 氮比细菌低，能够分解木质素，细菌则不能；④微型生物： 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，并促进微生物的生 命活动。
第五章 固体废物的生物处理
环境科学与工程系 3教124 2012年2月
固体废物的生物处置是指直接或间接利用生物体 的机能，对固体废物的某些组成进行转化以建立降低
或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环
境污染，同时又生产有用物质的工程技术。
第一节 固体废物的好氧堆肥处理
（一）堆肥化的定义与分类