第02章_有机固体废物好氧堆肥原理及关键技术
有机固体废弃物能源化利用关键技术
有机固体废弃物是指含有可分解有机物质的固体废弃物。
有机固体废弃物的大量产生对环境和资源造成极大压力，因此如何有效利用这些废弃物，将其转化为可再生能源是目前亟待解决的问题之一。
有机固体废弃物能源化利用的关键技术主要包括以下几个方面：1. 废弃物分离与处理技术有机固体废弃物的资源化利用首先需要对原料进行有效的分离和处理。
采用生物发酵技术对有机废弃物进行分解，提取其中的有机物质；采用物理化学方法对含有机成分的固体废弃物进行分离，以提高其资源化利用效率；采用生物技术对有机废弃物进行预处理，降低后续利用过程中的难度和成本。
2. 生物质能源生产技术生物质能源生产是将有机固体废弃物转化为可再生能源的重要途径。
通过采用生物质气化、生物质液化、生物质燃烧等技术，可以将有机固体废弃物转化为生物质能源，如生物质燃料、生物质油等，从而实现废弃物资源的高效利用。
3. 生物质能源利用技术生物质能源的利用是有机固体废弃物能源化利用的关键环节。
利用生物质燃料发电、利用生物质油作为替代石油产品等，都是将生物质能源应用到实际生产生活中的重要方式。
开发和完善生物质能源的利用技术，对于推动有机固体废弃物能源化利用具有重要意义。
4. 有机固体废弃物资源化利用设备研发技术有机固体废弃物能源化利用过程中需要大量设备支持，如生物质气化设备、生物质液化装置、生物质燃烧炉等。
开发高效、低耗、环保的有机固体废弃物资源化利用设备是推动有机固体废弃物能源化利用的关键技术之一。
必须加强设备研发，提高设备的效能和经济性。
5. 政策法规和标准制定有机固体废弃物能源化利用涉及多个领域和多个阶段，需要政策法规和标准的支持。
政策法规可以规范有机固体废弃物能源化利用的相关行为，推动其健康有序的发展；制定相关的标准可以规范有机固体废弃物能源化利用的各个环节，确保其质量和安全。
有机固体废弃物能源化利用是当前社会发展的重要课题，在国家层面上已经引起了高度重视。
政府加大对有机固体废弃物能源化利用技术研究的支持力度，出台了一系列相关政策法规，推动了有机固体废弃物能源化利用技术的研发和应用。
固体废物处理与资源化技术课后题答案
第二章固体废物性质分析1、简述调研生活垃圾物理组成数据的技术意义。
答：物理组成对由可之别的不同组分混合构成的固体废物有意义，适用于描述生活垃圾、加工工业废物（工业垃圾）和电子设备类废物的性状，尤其对生活垃圾处理的意义最为显著。
我国习惯按有机垃圾、无机垃圾和废品三大类来描述生活垃圾的物理组成。
其中，有机垃圾组分主要受生活习俗影响，无机垃圾受燃料结构和气候等影响，废品类垃圾则与消费水平关联度较大。
2、简述废物的粒径与含水率对其压缩性能和容积密度的影响。
答：废物的容积密度指的是一定体积空间中所能容纳废物的质量，通常以kg/m³为单位。
废物的容积密度与废物的粒径和含水率有关，粒径小且潮湿的废物容积密度较高。
废物的可压缩性一般定义为一定质量废物在压缩前后的体积变化率。
废物的粒径越大越干燥，可压缩性越好。
3、试分析田间持水量与极限含水率在概念和测试方法上的区别。
答：田间持水量是在不会因重力作用而产生失水的条件下，一定量的样品所能持有的水分量。
其测试方法为：取混合样品按装样要求（压实度）堆积于下部可观察滴水情况的容器中，先用水饱和整个样品，然后进行重力排水（同时应控制会发失水），排水平衡后测定样品的含水率。
极限含水率是当废物颗粒的内部空隙，包括溶胀性的空隙，全部被水所饱和后废物的含水率。
其测试方法为：将废物样品在清水中浸没一段时间后取出，在水分饱和的空气中沥干一段时间，以沥出样品表面的滞留水分，然后将样品按含水率定义方法测定其含水率。
4、试辨别水分、可燃分、不可燃分、挥发分、固定碳和灰分的异同，并简述其测试方法。
答：参考课本25,26页。
5、为什么要测试固体废物的浸出特性？固体废物浸出测试方法如何分类？答：测定固体废物的浸出特性可以用于（1）分析废物中水或其他溶液可溶的污染物量，判断固体废物在不同环境条件下的污染物释放潜力；（2）废物中有机污染物的全量分析；（3）提供废物生物监测的样品，保证样品组分的生物可利用性。
好氧堆肥工程技术与应用
虫卵、杂草种子 • 产品贮存。
等；
• 减少水分；
• 物料均一化。
• 仓库、车间
• 接纳、贮存、 供料设备；
设施、设备 • 分拣、干燥 （脱水）、混 料设备
• 发酵场地、容器；• 粉碎、筛分、
• 搅拌、翻堆设备； 混合、造粒、
• 鼓风装置。
干燥、冷却、
计量、包装。
• 车间、仓库。
• 符合环保 法律、法 规，保护 周边环境；
三、好氧堆肥工程设计—发酵工段的分类
好氧发酵工段有各种模式，都是根据原料、生产规模、场地、环保要求、自动 化水平、投资等条件，来设计维持堆体的好氧状态，以满足定向微生物的稳定繁 殖。
堆肥系统类型一般根据堆料（垛）形态和翻拌形式，分为静态堆垛发酵、条垛 翻堆发酵、槽式堆垛翻堆发酵、搅拌式容器发酵。
堆肥系统类型 静 开放式 态 垛 隧道式 堆 发 膜覆盖 酵
三、好氧堆肥工程的发酵设备—静态垛堆发酵设备
三、好氧堆肥工程的发酵设备—条垛堆肥设备
三、好氧堆肥工程的发酵设备—槽式堆肥设备
三、好氧堆肥工程的发酵设备—容器式堆肥设备
家庭、实验室用发酵罐
仓贮式发酵
立式发酵罐
滚筒发酵机
三、好氧堆肥工程的发酵设备—翻堆机作用
发酵工段需要应用各种有效的装备，来调控发酵参数。 应用翻堆机对发酵堆体进行操作，是最通用、有效的手段。
发酵车间不用预留铲车工作空间和承载车辆的行走负荷， 操作人员不用再进入发酵场，为密封发酵车间提供了条件， 方便设计、安装环控装置，可以彻底改善车间工人的工作 条件和周边环境。
四、堆肥工程设备化
如图所示，标准的堆肥生产工艺包括原料预处理、配料、翻堆鼓风、环 境控制等工序，各环节都需要有专业人员进行操控。一些小型的有机废弃 物处理工程，比如农场式的养殖场、屠宰加工厂等企业，有机废弃物数量 不足以支撑建设一个能盈利的有机肥料厂，又必须解决废弃物处理问题， 选择一体化的发酵设备可以解决传统堆肥方法存在的辅料多、工艺复杂、 占地面积大、废气处理难的问题。
固体废物的好氧堆肥处理
环境学院：固体废物处理与处置
环境学院：固体废物处理与处置
环境学院：固体废物处理与处置
2、好氧堆肥化过程
堆肥是一系列微生物活动的复杂过程，包含着堆肥 原料的矿质化和腐殖化过程。
环境学院：固体废物处理与处置
补充知识点三：矿质化和腐殖化
有机物生物降解会向两个方向转化：
环境学院：固体废物处理与处置
异化作用就是生物的分解代谢。是生物体将体 内的大分子转化为小分子并释放出能量的过程。 呼吸作用是异化作用中重要的过程。 简单说，异化作用就是把自己变成非己。 异化作用的实质是生物体内的大分子，包括蛋 白质、脂类和糖类被氧化并在氧化过程中放出 能量。 有氧的异化作用中，糖、脂类、蛋白质等变为 含羧基的化合物并进行了脱羧的酶促反应，生 成二氧化碳；而氢则由脱氢酶激活在线粒体内 经过呼吸链的传递将底物还原逐步释放能量， 自身被氧化生成水。
供氧量 含水率 温度和有机物含量 颗粒度 C/N比和C/P比 pH值
环境学院：固体废物处理与处置
3.1 供氧量
氧气是堆肥过程有机物降解和微生物生长所必需的 物质。保证较好的通风条件、提供充足的氧气是好 氧堆肥过程正常运行的基本保证。
环境学院：固体废物处理与处置
环境学院：固体废物处理与处置
环境学院：固体废物处理与处置
1、好氧堆肥的基本原理
好氧微生物在与空气充分接触的条件下，使堆肥原料中 的有机物发生一系列放热分解反应，最终使有机物转化 为简单而稳定的腐殖质的过程。 在堆肥过程中，微生物通过同化和异化作用，把一部分 有机物氧化成简单的无机物，并释放出能量，把另一部 分有机物转化合成新的细胞物质，供微生物生长繁殖。
腐殖质在土壤中可以呈游离的腐殖酸和腐殖酸盐类状态存 在，也可以呈凝胶状与矿质粘粒紧密结合，成为重要的胶 体物质。
科普堆肥技术与有机废物处理
科普堆肥技术与有机废物处理在当今社会，环境问题日益严重，有机废物的处理成为一项迫切需要解决的问题。
科学家们为了减少有机废物对环境的影响，并能够循环利用这些废物，不断探索和改进不同的废物处理技术。
其中，堆肥技术备受关注，被广泛用于有机废物的处理和资源化利用。
本文将围绕堆肥技术与有机废物的处理进行科普，为读者们提供相关知识和理解。
堆肥是一种将有机废物通过控制适宜的条件进行分解、发酵，最终转化成具有良好肥力的有机肥料的技术。
堆肥技术常用于农业、园林和土壤改良等领域，其原理是将有机废物堆放在通风良好的堆肥堆中，借助微生物的作用使有机废物分解成稳定的有机质，并最终形成有机肥料。
通过堆肥技术能够将废弃的有机废物转化为对农作物生长和土壤改良有益的有机肥料，实现废物的资源化利用和环境的改善。
堆肥技术的核心是微生物的作用。
在有机废物发酵的过程中，细菌、真菌和其他微生物将各种废物有机物分解，释放出二氧化碳、水和热能。
这些微生物在适宜的温度、湿度和通气条件下，高效地将废物分解成稳定的有机物，同时减少了废物产生的恶臭和臭气，实现了有机质的良好转化。
通过堆肥技术，废物的体积会大幅度减少，原有的臭味问题也能得到有效控制。
要进行堆肥处理，首先需要选择适宜的有机废物。
一般来说，适宜的有机废物包括厨余垃圾、农业废弃物、园林废弃物等。
这些废物中含有丰富的有机质，利用堆肥处理可以高效地转化为有机肥料。
同时，堆肥过程中对废物的物理处理也是非常重要的步骤之一。
通过切碎、翻堆等措施，可以有效提高废物的通气性和水分的分布，保证微生物的正常生长和工作。
为了确保堆肥过程的顺利进行，调控适宜的温度、湿度和通气条件也是必不可少的。
堆肥过程中的温度控制非常重要，一般堆肥堆的温度应保持在50-70摄氏度之间，这样可以促进微生物的繁殖和废物的分解。
湿度和通气条件则主要影响微生物的活动。
适宜的湿度保持在60-70%之间，可以帮助微生物生长和废物分解。
通气条件则需要保证堆肥堆的良好通风，可以通过翻堆、构筑通风设施等方式提高通气性。
堆肥的原理及其应用技术
堆肥的原理及其应用技术介绍堆肥是一种可持续利用有机废弃物的方法，通过控制有机废弃物的分解过程，将其转化为肥料。
这种技术能减少垃圾填埋的压力，同时产生高质量的有机肥料，对于农业和园艺行业是非常有益的。
本文将介绍堆肥的工作原理及其应用技术。
堆肥的工作原理有机废弃物的分解过程堆肥的工作原理基于有机废弃物的生物分解过程。
有机废弃物中存在着大量的有机物和微生物，这些微生物在适宜的湿度、通气和温度条件下，会进行生物分解。
这个过程可以被分为两个主要阶段：厌氧阶段和好氧阶段。
厌氧阶段在厌氧阶段，有机废弃物中的微生物在缺氧的环境下进行分解。
这个过程会产生一些有机酸和挥发性有机化合物，同时也会产生一些气体，如甲烷和二氧化碳。
这个阶段通常持续几天到几周。
好氧阶段在好氧阶段，有机废弃物中的微生物在有氧的环境下进行分解。
这个过程会产生大量的热量，使堆肥堆的温度升高。
在这个阶段，有机废弃物中的有机物被进一步降解为稳定的有机质，同时气体的产生也会减少。
好氧阶段通常需要几个月到一年的时间。
控制堆肥过程为了使堆肥过程顺利进行，并获得高质量的堆肥产物，需要对堆肥过程进行有效的控制。
比例和湿度控制在堆肥过程中，适当的碳氮比可以促进微生物的生长和有机废弃物的分解。
通常，碳氮比为25:1到30:1之间是最理想的。
此外，堆肥过程也需要适当的湿度，一般在50%到60%之间。
如果太湿或太干，都会影响微生物的活动和有机物的分解。
通气控制堆肥过程需要充分的通气，以供氧维持微生物的生长。
堆肥堆中的通风孔能提供足够的氧气，并排除产生的二氧化碳。
合理设置通风孔的数量和位置可以有效控制堆肥的通气。
温度控制堆肥过程需要适宜的温度来促进微生物的活动和有机废弃物的分解。
通常，堆肥堆的温度应保持在50°C到70°C之间。
如果温度过高或过低，都会影响堆肥过程的效果。
堆肥的应用技术农业领域堆肥技术在农业领域有广泛的应用。
通过将堆肥施加在土壤中，可以改善土壤的结构和肥力。
有机废物好氧堆肥实验
有机废物好氧堆肥实验【实验目的】1.通过参与好氧堆肥实验装置的建立和全过程参数检测，了解作为有机废物无害化。
资源化处理处置方法之一的堆肥技术的典型过程及技术特征。
2.通过已掌握的微生物群落检测、计数方法，了解堆肥不同过程的微生物学变化特征。
3.掌握堆肥腐熟度检测方法之一的种子发芽率和发芽指数法。
【实验原理】堆肥化（composting）是指依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，或是通过人工接种待定功能的菌，在一定工况条件下，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，其实质是一种生物代谢过程。
废物经过堆肥化处理，制得的成品称堆肥（compost）。
好氧堆肥中底物的降解是细菌、放线菌和真菌等多种微生物共同作用的结果，在一个完整的好氧高温堆肥的各个阶段，微生物的群落结构演替非常迅速，即在堆肥这个动态过程中，占优势的微生物区系随着不同堆肥阶段的温度，含水率，好氧速率，pH值等理化性质的改变进行着相应的演替。
本实验通过学生全过程参与好氧堆肥装置的建立和关键参数检测，了解作为有机废物无害化、资源化处理处置方法之一的堆肥技术的典型过程及技术特征，掌握堆肥关键参数的检测方法，主要包括以下三部分内容：1.堆肥过程特征参数检测分析：包括堆温、pH、气体成分和含量变化监测2.堆肥过程微生物群落变化分析：采用平板计数法检测微生物种群的数量来研究高温阶段和堆肥腐熟阶段微生物种群结构和数量的变化，包括细菌、放线菌、真菌以及纤维素分解菌。
3.堆肥腐熟度检测：堆肥腐熟度是指堆肥产品的稳定程度。
判断堆肥腐熟度的指标包括物理学指标、化学指标（包括腐殖质）和生物学指标。
其中简单的判断堆肥腐熟的方法包括：1)根据外观和气味：在堆肥化过程中，物料的色度和气味的变化反映出微生物的活跃程度。
对于正常的堆肥过程，随着进程的不断推进，堆肥物料的颜色逐渐发黑，腐熟后的堆肥产品呈黑褐色或黑色，气味由最初的氨味转变成土腥味。
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
第02章_有机固体废物好氧堆肥原理及关键技术
2.4
3. 后及分类
2.4.1 好氧堆肥基本工艺
经过主发酵的堆肥半成品被达到后发酵工序，将主发酵 工序尚未分解的易分解有机物和较难分解的有机物进一 步分解，使之变成腐殖酸、氨基酸等比较稳定的有机 物，得到完全成熟的堆肥制品。一般把物料堆积到1～2m 高，进行后发酵，并要有防止雨水流入的装置。有的场 合还需要翻堆和通风，但通常不进行通风，而是每周进 行一次翻堆。后发酵时间通常在20～30天以上。
2.4
5. 脱臭
有机固体废物好氧堆肥化 基本工艺及分类
2.4.1 好氧堆肥基本工艺
在堆肥工艺过程中，会有臭气产生，主要有氨、硫化氢、 甲基硫酵、胺类等物质在各个工序中产生，必须进行脱 臭处理。去除臭气的方法主要有生物除臭法、化学除臭 剂除臭、溶液吸收法、活性炭等吸附剂吸附法。在露天 堆肥时，可在堆肥表面覆盖熟堆肥，以防止臭气通散。 较为常用的除具装置是堆肥过滤器和生物过滤器。
2.4
6. 储藏
有机固体废物好氧堆肥化 基本工艺及分类
2.4.1 好氧堆肥基本工艺
堆肥的供应一般在春秋两季，在夏冬两季生产的堆肥只 能积存，所以要建立至少贮存6个月生产量的设备。贮存 方式可直接堆放在发酵池中或袋装，要求干燥透气，密 闭和受潮则会影响制品的质量。
2.3
有机固体废物堆肥产品 质量及卫生要求
2.3.2 堆肥的原料
一般作为堆肥原料垃圾应满足以下标准：有机物 含量为20%～60%、碳氮比(C/N)为20：1～30： 1、含水率为40%～60%、重金属含量应符合 GB8172-87《城镇垃圾农用控制标准》的规定。
2.4
有机固体废物好氧堆肥化 基本工艺及分类
2.1
有机固体废物堆肥原理
2.1.1 堆肥化定义
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。
有机固体废物堆肥化及厌氧发酵概要
第三节 好氧堆肥基本工艺
一、堆肥分类 1、按温度范围： 中温堆肥：15~45℃，不能有效杀灭病原菌，目前较少采用。 高温堆肥:一般在50~65℃，极限可达80~90℃，杀灭病菌，减少臭气产生，采用较多。
2、按堆肥中物料运动形式
间歇式堆肥：一批一批地堆制
连续式堆肥：机械连续进料、出料，周期短（3~7d），杀灭病原微生物，防异味，成品质量 高等特点。
3、固体废物生物转换技术的应用
堆肥化 沼气化 其他生物转换技术
二、堆肥化基本概念
1、堆肥化定义、作用与用途 堆肥化（Composting）：就是在控制条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌
等微生物，使可被生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。
这个定义强调： 作为堆肥化的原料是可生物降解的固体废物； 堆肥过程是在人工控制条件下进行，不同于卫生填埋、废物的自然腐烂与腐化； 堆肥化的实质是生物化学过程，堆肥产品对环境无害，即废物达到相对稳定。
好氧堆肥的特点
具有对有机物分解速度快、 降解彻底、 堆肥周期短的特点。 使堆肥达到无害化。 好氧堆肥的环境条件好，不会产生难闻臭气。 但由于好氧堆肥必须维持一定的氧浓度，因此运转费用较高。
堆肥的原料
我国颁布《城市生活垃圾堆肥处理厂技术评价指标》【CJ/T3059-1996】中规定： 密度：350～650kg/m3 组成成分（湿重％）：有机物含量不少于20％ 含水率：40～60％ 碳氮比：20：1～30：1
贮存方式：可直接堆存在二次发酵仓中，或装入袋中。 贮存的要求：是干燥而透气的室内环境。
第四节 发酵工艺和装置
立式堆肥发酵塔 筒仓式堆肥发酵仓 卧式堆肥发酵滚筒 箱式堆肥发酵池 堆集式
1、立 式 堆 肥 发 酵 塔
好氧堆肥
好氧堆肥一．好氧堆肥1.好氧堆肥的概念及原理：好氧堆肥原理：有氧条件下，利用堆料中好氧微生物的生命代谢作用—氧化、还原、合成等过程对有机固体废弃物（本研究主要是人体排泄物—粪便）进行生物降解和生物合成。
其工艺主要流程可分为：前处理、主发酵、后发酵、后处理和贮存5个步骤。
好氧堆肥有有机物降解速率快且彻底、腐熟时间短、无害化程度高、无中间产物和臭味、环境条件好和堆肥产品肥效高等优点，因此在城市生活垃圾处理中多优先选用好氧堆肥处理。
2.好氧堆肥发酵过程图：堆肥有机物+ 氧气+释放能量转化为热3. 好氧堆肥系统：根据各自的技术特点以及研究目的、方向和手段不同将好氧堆肥分为通气静态条形堆式、条形堆式和反应器式堆肥三类。
目前在国内外普遍应用的是反应器式堆肥方式，因为该堆肥方式具有堆肥周期短，不受时间和空间限制等特点，容易实现工业化生产，环保效益较好，有较大的推广应用价值。
4. 好氧堆肥的影响因素及控制：好氧堆肥技术是将有机废物资源化和无害化的重要手段，并且得到广泛的应用，但是好氧堆肥是一个复杂的过程，在堆肥过程中受到诸多因素的影响。
这些因素制约着反应条件，从而决定了微生物的活性，最终影响堆肥的速度与质量。
影响堆肥过程的因素很多，其中主要因素有温度、颗粒度、pH、C/N、含水率、有机质含量、氧含量等。
好氧堆肥中微生物的活性和有机物的降解率可以通过调控这些因素得到改变，从而达到优化堆肥的目的。
（1）温度堆肥化过程中，堆料中微生物的活性受到温度重要影响。
根据堆体温度的不同将堆肥分为高温堆肥、中温堆肥和自然堆肥，其实中温堆肥温度和自然堆肥温度比较接近。
温度不宜过高，温度过高会过度消耗有机质，导致堆肥产品质量过低，甚至失去肥效。
堆体温度应控制55-60℃时（即高温堆肥）比较好，不宜超过60℃。
一般来讲高温堆肥比中温堆肥的效果要好一些，但也有许多堆肥综合能耗、实际可操作控制反应条件等其他因素选择中温堆肥，用远低于高温堆肥所需能量达到的堆肥效果略低于高温堆肥。
好氧堆肥工艺的原理及过程控制参数
好氧堆肥工艺的原理及过程控制参数工艺原理好氧堆肥是在有氧条件下，好氧细菌对废物进行吸收、氧化、分解。
微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁忙殖，产生出更多的生物体的过程。
在有机物生化降解的同时，伴有热量产生，因堆肥工艺中该热能不会全部散发到环境中，就必然造成堆肥物料的温度升高，这样就会使一些不耐高温的微生物死亡，耐高温的细菌快速繁殖。
生态动力学表明，好氧分解中发挥主要作用的是菌体硕大、性能活泼的嗜热细菌群。
该菌群在大量氧分子存在下将有机物氧化分解，同时释放出大量的能量。
据此好氧堆肥过程应伴随着两次升温，将其分成三个阶段：起始阶段、高温阶段和熟化阶段。
起始阶段：不耐高温的细菌分解有机物中易降解的碳水化合物、脂肪等，同时放出热量使温度上升，温度可达15~4 0℃。
高温阶段：耐高温细菌迅速繁殖，在有氧条件下，大部分较难降解的蛋白质、纤维等继续被氧化分解，同时放出大量热能，使温度上升至60~70℃。
当有机物基本降解完，嗜热菌因缺乏养料而停止生长，产热随之停止。
堆肥的温度逐渐下降，当温度稳定在40℃，堆肥基本达到稳定，形成腐植质。
熟化阶段：冷却后的堆肥，一些新的微生物借助残余有机物（包括死后的细菌残体）而生长，将堆肥过程最终完成。
好氧堆肥的控制参数机械化好氧堆肥过程的关键，就是如何选择和控制堆肥条件，促使微生物降解的过程能快速顺利进行，一般来说好氧堆肥要求控制的参数有：供氧量对于好氧堆肥而言，氧气是微生物赖以生存的物质条件，供氧不足会造成大量微生物死亡，使分解速度减慢；但供冷空气量过大又会使温度降低，尤其不利于耐高温菌的氧化分解过程，因此供氧量要适当，一般为0.1~0.2m3/m3.min ，供氧方式是靠强制通风，因此保持物料间一定的空隙率很重要，物料颗粒太大使空隙率减小，颗粒太小其结构强度小，一旦受压会发生倾塌压缩而导致实际空隙减小。
好氧堆肥的基本原理
好氧堆肥的基本原理
好氧堆肥的基本原理是利用空气中的氧气，将有机废弃物进行分解和转化为肥料的过程。
好氧堆肥过程中，有机废弃物被有效地堆放在一个容器中，这个容器通常是一个堆肥桶或者堆肥堆。
堆肥堆通常由开放底部的框架构成，以便空气能够通过底部进入堆肥堆。
在堆肥过程中，有机废弃物与空气中的氧气和水分接触，通过微生物的活动进行分解。
这些微生物包括细菌、真菌和其他微生物，它们分解有机废弃物，同时产生热能。
由于有氧条件和适宜的温度，这些微生物能够有效地分解有机废弃物，从而加速分解过程。
分解后的有机废弃物逐渐转化为稳定的有机肥料，富含植物所需的营养元素。
这些有机肥料可以提供植物生长所需的养分，并且具有良好的透气性和保水性。
通过好氧堆肥，有机废弃物得到了有效的处理和利用，减少了垃圾污染和资源浪费。
需要注意的是，在好氧堆肥过程中，适当的湿度、温度和空气流通是非常重要的。
适宜的湿度可以促进微生物的生长和活动，适宜的温度可以加速分解过程，而良好的空气流通可以提供足够的氧气供微生物进行呼吸。
总的来说，好氧堆肥是利用氧气进行堆肥的一种方法。
通过提供适宜的环境条件，有机废弃物可以被高效地分解为有机肥料，实现资源的循环利用。
04第二章：固体废弃物的生化处理(堆肥、制沼气)
§2-2 厌氧发酵制沼气
三、发酵工艺
2. 自然温度连续投料发酵工艺
适合于大中型沼气工程 其影响因素的定量关系为：
§2-2 厌氧发酵制沼气
W 1 V0 Vt HRT HRT S0 D
V0…发酵池有效容积（m3）； Vt…每天进料体积（m3）； HRT…水力滞留时间（d）； W…每天投料总固体量（kg/d）； S0…进料总固体百分浓度； D…进料比重（kg/m3）
§2-2 厌氧发酵制沼气
二、发酵原料
C1 X 1 C 2 X 2 Ci X i K N1 X 1 N 2 X 2 N i X i
K…混合原料C/N；
CX NX
C…原料中C的含量%；
N…原料中N的含量% ； X…原料的重量。
§2-2 厌氧发酵制沼气
二、发酵原料 C、发酵料浆总固体百分含量计算
§2-2 厌氧发酵制沼气
二、发酵原料
2.常见原料产气率和产甲烷率 产气率 指单位重量的原料在发酵过程中产 生的沼气量。 注：书P.248表9-6中的前两项之积为产 （甲烷）气率。 3.原料的总固体百分含量和总固体量
§2-2 厌氧发酵制沼气
二、发酵原料
M TS
W2 100% W1
MTS…发酵原料的总固体百分含量 W1…发酵原料样品重量 W2…样品在105℃±2℃条件下，烘干重量
§2-1 堆肥法
四、好氧堆肥的影响因素 4. 温度控制
一般认为35-55℃是整体堆肥过程的 最佳温度。
5. 通风量
A、通风量不足，会抑制细菌繁殖，甚至 出现局部厌氧菌，不仅延长堆肥周期， 还杀不死病原体； B、通风量过大，一方面热量损失大，另 外还带走大量水分和N素，降低肥效。
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2.3
有机固体废物堆肥产品 质量及卫生要求
2.3.2 堆肥的原料
一般作为堆肥原料垃圾应满足以下标准：有机物 含量为20%～60%、碳氮比(C/N)为20：1～30： 1、含水率为40%～60%、重金属含量应符合 GB8172-87《城镇垃圾农用控制标准》的规定。
2.4
有机固体废物好氧堆肥化 基本工艺及分类
2.4.1 好氧堆肥基本工艺
需要用到破碎、分选、筛分等预处理工序。前处理是整 个堆肥工艺能否顺利进行的关键因素之一，目前国内许 多堆肥工艺不能正常进行的主要问题是没有安装城市生 活垃圾特点设置前处理工艺。
2.4
2. 主发酵
有机固体废物好氧堆肥化 基本工艺及分类
2.4.1 好氧堆肥基本工艺
发酵初期物质的分解发酵作用是靠嗜温度(30～40℃为最 适宜生长温度)进行的，随着堆温上升，最适宜温度45～ 65℃的嗜热菌取代了嗜温菌，堆肥从中温阶段进入高温 阶段。在高温阶段，各种病原菌均可被杀死。一般将温 度升高到开始降低为止的阶段称为主发酵阶段，以生活 垃圾为主体的城市垃圾及家畜粪尿好氧堆肥，主发酵期 约为3～10天。
2.4
3. 后发酵
有机固体废物好氧堆肥化 基本工艺及分类
2.4.1 好氧堆肥基本工艺
经过主发酵的堆肥半成品被达到后发酵工序，将主发酵 工序尚未分解的易分解有机物和较难分解的有机物进一 步分解，使之变成腐殖酸、氨基酸等比较稳定的有机 物，得到完全成熟的堆肥制品。一般把物料堆积到1～2m 高，进行后发酵，并要有防止雨水流入的装置。有的场 合还需要翻堆和通风，但通常不进行通风，而是每周进 行一次翻堆。后发酵时间通常在20～30天以上。
2.4
5. 脱臭
有机固体废物好氧堆肥化 基本工艺及分类
2.4.1 好氧堆肥基本工艺
在堆肥工艺过程中，会有臭气产生，主要有氨、硫化氢、 甲基硫酵、胺类等物质在各个工序中产生，必须进行脱 臭处理。去除臭气的方法主要有生物除臭法、化学除臭 剂除臭、溶液吸收法、活性炭等吸附剂吸附法。在露天 堆肥时，可在堆肥表面覆盖熟堆肥，以防止臭气通散。 较为常用的除具装置是堆肥过滤器和生物过滤器。
2.1.2 堆肥基本原理
好氧堆肥原理图
2.1
有机固体废物堆肥原理
2.1.2 堆肥基本原理
在堆肥化过程中，有机废物中的可溶性有机物质可透过微 生物的细胞壁和细胞膜被微生物直接吸收，而不溶的胶体 状有机物质，先被吸附在微生物体外，依靠微生物分泌的 胞外酶分解为可溶性物质，再渗入细胞。微生物通过自身 的生命代谢活动，进行分解代谢(氧化还原过程)和合成代 谢(生物合成过程)，把一部分被吸收的有机物氧化成简单 的无机物，并释放出生物生长、活动所需要的能量，把另 一部分有机物转化合成新的细胞物质，使微生物生长繁 殖，产生更多的生物体。
2.4
6. 储藏
有机固体废物好氧堆肥化 基本工艺及分类
2.4.1 好氧堆肥基本工艺
堆肥的供应一般在春秋两季，在夏冬两季生产的堆肥只 能积存，所以要建立至少贮存6个月生产量的设备。贮存 方式可直接堆放在发酵池中或袋装，要求干燥透气，密 闭和受潮则会影响制品的质量。
2.4.1 好氧堆肥基本工艺
好氧堆肥工艺按供氧方式分为自然通风供氧、 翻堆或搅拌供氧和强制通风供氧等。 堆肥工艺不论如何分类，通常由前(预)处理、 主发酵(亦可称一次发酵或初级发酵)、后发酵 (亦可称二次发酵或次级发酵)、后处理、脱臭及 储藏等工序组成。
2.4
1. 前(预)处理
有机固体废物好氧堆肥化 基本工艺及分类
2.2
有机固体废物堆肥化过程
2.2.3 好氧堆肥无害化工艺条件
堆层温度55℃以上需维持5～7天，堆层温度70℃以上需维 持3～5天。
(1) 堆料层可能因固态细菌的凝固现象，形成大颗粒或球状物，使其内部供 氧不足而明显减少来自颗粒本身内部产生的热量； (2) 由于传热速度低或整个堆料层没有均匀的温度场，存在局部冷的小区， 会使病原微生物得到残活的可能条件（故加强翻堆，搅拌使整个堆料层有均 匀的温度场）； (3) 细菌的再生长，也是限制灭活的另一因素。
2.4
4. 后处理
有机固体废物好氧堆肥化 基本工艺及分类
2.4.1 好氧堆肥基本工艺
为提高堆肥质量、精制堆肥产品，必须取出其中的杂质，或按 需要加入N、P和K添加剂，或研磨造粒，最后打包装袋。有 时，为减少物料提升次数、降低能耗，后处理也可放在一次发 酵和二次发酵之间。经过两次发酵后的物料中，几乎所有的有 机物都变细碎和变了形，数量也减少了。然而，在预分选中没 有去除的塑料、玻璃、陶瓷、金屑、小石块等物依然存在。因 此，还需要经过一道分选工序去除杂物，并根据需要进行再破 碎(如生产精制堆肥)。
2.1
有机固体废物肥化是利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、 真菌等微生物或人工添加高效复合微生物菌剂， 在合适的如通气、湿度、pH、孔隙度等条件下， 人为地促进可生物降解的有机物向稳定的小分子 物质和腐殖质生化转化的微生物学过程。
2.1
1. 好氧 堆肥 化 机理
有机固体废物堆肥原理
2.1
有机固体废物堆肥原理
2.1.3 堆肥接种动力学原理
好氧堆肥是微生物在一定水分、溶解氧存在的条件下，降 解固体底物的多相反应系统。在底物代谢过程中存在一定 的顺序：① 具有一定活性的微生物菌落生长、繁殖；② 由细胞释放胞外水解酶并输送酶至底物表面；③ 底物分子 水解成分子量较低的可溶成分；④ 溶解的底物小分子通过 扩散至细胞表面并进入微生物细胞；⑤ 通过堆料孔隙大量 输送氧；⑥ 氧通过气力或液相传递，并穿过液膜，进入微 生物细胞；⑦ 通过微生物生化反应进行底物的好氧氧化； ⑧ 反应产物进入液相或气相，并随多余气体蒸发。
2.2
有机固体废物堆肥化过程
2.2.1 堆肥化过程
好氧堆肥从废弃物堆积到腐热整个阶段，大致分为三个阶 段：
(1) 中温阶段亦称产热阶段(30～40℃) (2) 当堆温升到45℃以上时，即进入高温阶段 (3) 内源呼吸后期
2.2
有机固体废物堆肥化过程
2.2.2 热灭活与无害化
当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。一旦无酶的正常活 动，细胞会失去功能而死亡，而只有很少数酶能长时间 耐热。热灭活作用是温度与时间两者的函数，即经历短 时间、高温和长时间、低温是同样有效的。 一般认为：杀灭蛔虫卵的条件也可杀灭原生动物，如孢 子等，故可以把蛔虫卵作为灭菌程度的指标物。