垃圾好氧发酵工艺及影响其发酵速度的几点因素
餐厨垃圾好氧堆肥处理工艺及影响因素研究进展
关工作的科研人员 开 始 进 行 相 关 实 验 来 研 究 好 氧 堆
肥过程的基本规律。 任 连 海 等
肥 5 天后,利用水浴式供能堆肥装置堆体内部的温度
高于壁管式装置,温度可维持 8 天在 45 ℃ 以上;堆肥
周期均为 13 天;堆肥结束时,水浴式供能堆肥装置内
堆肥装置进行好 氧 堆 肥 操 作,结 果 发 现:两 种 供 能 方
日渐成熟、处理工艺成本低廉、安全可靠,在餐厨垃圾
处理行业中运用前景较为广泛
[ 7]
。
好氧堆肥的广泛应用促进了有关处理工艺与影
响因素研究 的 进 行, 近 几 年 来 也 取 得 了 许 多 重 要 的
1 好氧堆肥影响因素研究进展
RESEARCH PROGRESS ON INFLUENCING FACTORS AND TREATMENT TECHNOLOGY OF
AEROBIC COMPOSTING OF KITCHEN WASTE
Zhou Lei Huang Zhigang ∗ Ma Jianhang Gao Dongming
机盐、蛋白质、脂肪、纤维素等成分,具有含水率高、有
但经过合理、正当 的 处 理,餐 厨 垃 圾 也 可 以 成 为 为 人
机质 含 量 高、高 盐、高 油 脂、低 碳 氮 比 ( C / N) 、不 含 有
类所用的环保产品与清洁能源,在实现本身的营养价
牙签、塑料包装、餐 巾 纸 等 异 物
毒污染源等特点
风量主要影响物料的含水率与温度,且适宜堆肥的通
料各参数的监测 与 调 整。 主 要 影 响 好 氧 堆 肥 效 果 的
因素有:温度、添加剂、通风量、含油率、含盐率等。 这
垃圾发酵
一、生物燃气的生产是一个复杂的系统工程,包含多种技术,主要有原料预处理技术、厌氧消化产沼气技术、沼气提纯技术以及生物燃气储运加气技术等,此外还包括一些配套技术如沼渣沼液利用和处理厂臭气控制技术等。
1.预处理技术传统的生活垃圾处理方法大都是物理法,其中的关键工序有破碎、分选、分离、浆化均质等。
常用的破碎设备有破袋机和垃圾破碎机。
瑞士Kompogas公司开发的滚筒式厌氧消化设备在进料口设置了齿状的破带结构,在反应器旋转的过程中将塑料袋划破。
分选设备有机械振动筛、滚筒筛、磁选机、风选机、水力浮选机、光电分选机等。
2.厌氧消化技术根据不同的分类方法,厌氧消化技术分很多种,如高温发酵与低温发酵、单项发酵与两相发酵、批式发酵与连续式发酵等。
如果按照反应器中消化物料的固体含量(TS)分,又可分为湿式发酵(TS ≤12%)和干式发酵(TS ≥20 %)两种。
3.沼气提纯技术变压吸附(PSA)4.沼渣沼液综合利用技术国外对于厌氧消化的剩余物一般都是首先固液分离,固体沼渣用做好氧堆肥工艺的原料生产有机肥,沼液或是作为水洗预处理或湿式厌氧消化的水分调节剂,返回生物燃气系统中,或是作为液态有机肥直接施用,5.二次污染控制技术生物滤池Biofilter)技术对环境气体进行处理。
该技术是使用木屑等多孔材料为好氧微生物提供附着物,利用多孔材料的吸附作用和微生物的降解作用将臭味物质氧化为无味稳定的终产物;美国加州Dixon县的垃圾处理厂在使用生物滤池作为厂内净化技术的同时,在垃圾场周围200米内种植了阔叶乔木和灌木的防护林,起到了很好的屏障作用。
6.智能监控与安全预警技术二、目前,可用于沼气净化提纯的设备主要有:变压吸附分离设备(PSA)、化学吸收设备、高压水洗设备、膜分离和冷冻分离设备等。
城市生活垃圾的危害:1、仅占土地、污染土壤、破坏农田2、污染大气3、污染水体有机物的厌氧发酵主要经过三个阶段,(1)液化(2)酸化(3)甲烷化厌氧发酵反应器有:密闭反应器、搅拌系统、加热系统、固液气分离系统1、厌氧发酵的影响因素(1)原料组分与产气量厌氧发酵时碳氮比很重要,当碳氮比很小时,细菌增值量降低,氮不能充分被利用,过剩的氮变为氨,抑制甲烷的活动,厌氧消化不容易进行了,当碳氮比过高,反应速率下降(2)发酵温度的选择(3)PH和碱度(4)搅拌对沼气产量的影响(5)抑制物对沼气产量的而影响2、沼气中硫化氢的净化方法:分为干法和湿法,吸收法有利用碱性溶液的化学吸收法和利用有机溶剂的物理吸收法,(1)湿式氧化法(2)沼气的干法脱硫(活性碳吸附法、氧化铁法脱硫、氧化锌法、分子筛法)对于生物滤器应用于仓式堆肥的效果,也有学者做了相应的研究。
发酵——氧的供需及对发酵的影响
Nv:体积传氧速率 kmol/m3.h Kla: 以(C*-C)为推动力的体积溶氧系数 h-1
二、发酵液中氧的平衡 发酵液中供氧和需氧始终处于一个动态的平衡中
传递: Nv Kl a(c * c)
消耗: r= QO2 .X 氧的平衡最终反映在发酵液中氧的浓度上面
4、影响Kla的其它因素 空气分布器 液体的粘度
第四节 CL、r和Kla的测定
一、CL的测定 1、化学法
2、溶氧电极 极谱型(阴极):
O2+2H++2e →H2O2
原电池型(阴极):
O2+2H2O+4e → 4OH-
极谱型电极由于其阴极面积很小,电流输出也相应 小,且需外加电压,故需配套仪表,通常还配有温度补 偿,整套仪器价格较高,但其最大优点莫过于它的输出 不受电极表面液流的影响。这点正是原电池型电极所不 具备的。原电池型电极暴露在空气中时其电流输出约5~ 30μA(主要取决于阴极的表面积和测试温度),可以不用 配套仪表,经一电位器接到电位差记录议上便可直接使 用。
一般对于微生物: CCr: =1~15%饱和浓度
例:酵母 4.6*10-3 mmol.L-1, 1.8% 产黄青霉 2.2*10-2 mmol.L-1, 8.8%
定义:氧饱和度=发酵液中氧的浓度/临界溶氧溶度
所以对于微生物生长,只要控制发酵过程中氧饱和度>1.
问题:一般微生物的临界溶氧浓度很小,是不是发酵过程中 氧很容易满足。
第六章 氧的供需及对发酵的影响
溶氧(DO)是需氧微生物生长所必需。在发酵过程 中有多方面的限制因素,而溶氧往往是最易成为控制因 素。
在28℃氧在发酵液中的100%的空气饱和浓度只有 0.25 mmol.L-1左右,比糖的溶解度小7000倍。在对数生 长期即使发酵液中的溶氧能达到100%空气饱和度,若 此时中止供氧,发酵液中溶氧可在几分钟之内便耗竭, 使溶氧成为限制因素。
垃圾好氧发酵工艺及影响其发酵速度的几点因素
垃圾好氧发酵工艺及影响其发酵速度的几点因素简介:介绍有机发酵的基本知识和好氧发酵在城市生活垃圾综合处理中的应用,分析了湿度、碳与氮的比率、供给的氧气量、磷与钾的含量和有毒微小物质对好氧发酵速度的影响。
关键字:垃圾处理工艺堆肥好氧发酵速度厌氧发酵前言随着我国国民经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,城市规模和人口数量迅速扩大和增加,伴随而来的城市生活垃圾也与日俱增,城市生活垃圾的污染已经成为一个非常严重的社会问题。
我国是一个资源相对贫乏的国家,城市生活垃圾处理技术起步较晚,目前,多数城市生活垃圾露天堆放,且绝大部分为混装,成分复杂、热值低、含水率高。
由于技术、设备、管理上的问题,城市垃圾对大气、地下水源、土地资源的污染以及垃圾围城现象对城市生活环境构成了严重威胁,垃圾处理问题已经成为各级政府高度重视的问题。
到目前为止,在垃圾处理方式中,78.5%为简易填埋处理,21.5%为简易堆肥处理。
这期间存在的突出问题是:垃圾处理工作还没引起足够的重视;垃圾处理投入不足;从事垃圾处理的科技人员少;垃圾处理水平低。
综合我国目前投入运行的垃圾处理厂情况,大多数是采用垃圾堆肥、焚烧、卫生填埋等常规方法,少数垃圾处理厂采取垃圾综合利用方法。
由于填埋和焚烧占地面积大、投资较高,在中小城市很难推广。
因此,在城市垃圾处理方面,生活垃圾生物处理技术及好氧发酵技术有着无可比拟的优越性和广阔发展潜力。
该技术,由于工程投资少,处理方法科学,运行费用低,非常适合中小城市使用。
现谨对好氧发酵的基本知识及影响好氧发酵速度的几点因素加以分析研究。
一、有机发酵的基本知识发酵是一个分解过程,它包括在最适宜的状态下有机残渣的微生物转化及借助微小有机体形成腐殖质。
发酵一般可描述为厌氧或好氧过程。
厌氧过程一般在缺氧状态下产生,它的形成如下所示:有机物质+厌氧菌+二氧化碳+水→气态甲烷(沼气)+氨+最后产物厌氧分解后的产物中含许多喜热细菌并会对环境造成严重的污染。
影响发酵过程的因素
影响发酵过程的因素影响发酵过程的因素主要有以下几个方面。
温度温度对微生物的影响是多方面的。
首先,温度影响酶的活性。
在最适温度范围内,随着温度的升高,菌体生长和代谢加快,发酵反应的速率加快。
当超过最适温度范围以后,随着温度的升高,酶很快失活,菌体衰老,发酵周期缩短,产量降低。
温度也能影响生物合成的途径。
例如,金色链霉菌在30℃以下时,合成金霉素的能力较强,但当温度超过35℃时,则只合成四环素而不合成金霉素。
此外,温度还会影响发酵液的物理性质,以及菌种对营养物质的分解吸收等。
因此,要保证正常的发酵过程,就需维持最适温度。
但菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同。
如灰色链霉菌的最适生长温度是37℃,但产生抗生素的最适温度是28 ℃。
通常,必须通过实验来确定不同菌种各发酵阶段的最适温度,采取分段控制。
pHpH能够影响酶的活性,以及细胞膜的带电荷状况。
细胞膜的带电荷状况如果发生变化,膜的透性也会改变,从而有可能影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的分泌。
此外,pH 还会影响培养基中营养物质的分解等。
因此,应控制发酵液的pH。
但不同菌种生长阶段和合成产物阶段的最适pH往往不同,需要分别加以控制。
在发酵过程中,随着菌体对营养物质的利用和代谢产物的积累,发酵液的pH必然会发生变化。
如当尿素被分解时,发酵液中的NH+4浓度就会上升,pH也随之上升。
在工业生产上,常采用在发酵液中添加维持pH的缓冲系统,或通过中间补加氨水、尿素、碳酸铵或碳酸钙来控制pH。
目前,国内已研制出检测发酵过程的pH电极,用于连续测定和记录pH 变化,并由pH控制器调节酸、碱的加入量。
溶解氧氧的供应对需氧发酵来说,是一个关键因素。
从葡萄糖氧化的需氧量来看,1 mol的葡萄糖彻底氧化分解,需6mol的氧;当糖用于合成代谢产物时,1 mol葡萄糖约需1.9mol的氧。
因此,好氧型微生物对氧的需要量是很大的,但在发酵过程中菌种只能利用发酵液中的溶解氧,然而氧很难溶于水。
污泥好氧堆肥工艺
(2) 堆肥化过程没有实现体积减量化,而且处理、储存、缓冲区占地面积很大。
(3) 臭味处理过程复杂,系统庞大。对于南方多雨的气候,储存和堆肥化的场地和设施要求高,同样也增加了投资。
(1) 空气(氧)的供应
在堆肥化过程中氧的供应是限制发酵速率的主要因素。因此通风是堆肥工艺系统设计的中心问题。常用两种方法来保证氧的供应。第一种方法是通过定期搅动来更新堆肥物料间的孔隙,允许空气自然通过,以满足好氧微生物的需氧量。第二种方法是采用强制通入空气的方法。通过采用鼓风或者通过堆肥物料的引风方式为好氧微生物提供氧气。
(2) 温度控制
温度是反应堆肥化效果的综合指标。根据卫生学要求堆肥温度至少要达到55℃,才能杀灭病原菌和寄生虫卵。近年来的许多研究发现,温度过高(大于70℃)会抑制微生物分解有机物的速率,普遍认为堆肥化的最佳温度范围为55℃一65℃时,堆肥化综合效果最。
(3)适宜的PH值
由于在中性或微碱性条件下,细菌和放线菌生长最适宜,所以污泥堆肥化的PH值应控制在6一8的范围内进行,且最佳PH在8.0左右,一般情况下不必特别调节,在好氧发酵中,微生物在分解有机物过程中能自动调节。
污泥好氧堆肥工艺
一、影响污泥堆肥的因素
由于堆肥过程是充分利用污泥中的好氧微生物菌群的作用,所以凡是能影响这些微生物菌群活性的因素(如营养、水分、空气、温度和PH值)就是决定污泥堆肥化质量的因素。由于污泥中含有足够的水分和有机、无机营养成分,所以影响污泥堆肥化的主要因素是空气(氧)的供应、温度控制和PH值。
发酵工艺控制——氧对发酵的影响及控制
发酵工艺控制——氧对发酵的影响及控制在好氧深层培养中,氧气的供应往往是发酵能否成功的重要限制因素之一。
通气效率的改进可减少空气的使用量,从而减少泡沫的形成和杂菌污染的机会。
一、溶解氧对发酵的影响溶氧是需氧发酵控制最重要的参数之一。
由于氧在水中的溶解度很小,在发酵液中的溶解度亦如此,因此,需要不断通风和搅拌,才能满足不同发酵过程对氧的需求。
溶氧的大小对菌体生长和产物的形成及产量都会产生不同的影响。
如谷氨酸发酵,供氧不足时,谷氨酸积累就会明显降低,产生大量乳酸和琥珀酸。
需氧发酵并不是溶氧愈大愈好。
溶氧高虽然有利于菌体生长和产物合成,但溶氧太大有时反而抑制产物的形成。
因为,为避免发酵处于限氧条件下,需要考查每一种发酵产物的临界氧浓度和最适氧浓度,并使发酵过程保持在最适浓度。
最适溶氧浓度的大小与菌体和产物合成代谢的特性有关,这是由实验来确定的。
根据发酵需氧要求不同可分为三类:第一类有谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸和脯氨酸等谷氨酸系氨基酸,它们在菌体呼吸充足的条件下,产量才最大,如果供氧不足,氨基酸合成就会受到强烈的抑制,大量积累乳酸和琥珀酸;第二类,包括异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸和天冬氨酸,即天冬氨酸系氨基酸,供氧充足可得最高产量,但供氧受限,产量受影响并不明显;第三类,有亮氨酸、缬氨酸和苯丙氨酸,仅在供氧受限、细胞呼吸受抑制时,才能获得最大量的氨基酸,如果供氧充足,产物形成反而受到抑制。
氨基酸合成的需氧程度产生上述差别的原因,是由它们的生物合成途径不同所引起的,不同的代谢途径产生不同数量的NAD(P)H,当然再氧化所需要的溶氧量也不同。
第一类氨基酸是经过乙醛酸循环和磷酸烯醇式丙酮酸羧化系统两个途径形成的,产生的NADH量最多。
因此NADH氧化再生的需氧量为最多,供氧愈多,合成氨基酸当然亦愈顺利。
第二类的合成途径是产生NADH的乙醛酸循环或消耗NADH的磷酸烯醇式丙酮酸羧化系统,产生的NADH量不多,因而与供氧量关系不明显。
好氧发酵工艺
好氧发酵工艺一.工艺原理好氧发酵是好氧微生物如细菌、放线菌和真菌等通过自身的生命活动,通过氧化、还原与合成,把一部分有机质氧化成无机质,提供微生物生长所需的能量;一部分有机质转化成微生物合成新细胞所需的营养物质。
好氧发酵过程见图1。
图1 好氧发酵过程二.工艺特点好氧发酵的主要特点在于省地,省投资,省动力消耗,不产生废水和烟气,无异味,无需高压和锅炉,杜绝了安全隐患,设备结构简单,操作方便,产品质量稳定,处理效果好。
产出物:生物肥(发酵肥)约元/kg生物蛋白:约5~9元/kg三.工艺过程控制1.水分:发酵过程中水分的主要作用:(1)溶解有机物,参与微生物的新陈代谢;(2)水分蒸发带走热量,起到调节温度的作用。
一般认为含水率50~60%为最佳条件。
当含水率低于40%时,微生物在水中提取营养物质的能力降低,有机物分解缓慢;当水分低于15%时,微生物活动几乎停止;当含水率高于65%时,水就会充满物料颗粒间的间隙,堵塞空气通道,发酵由好氧状态向厌氧转化,结果形成发臭的H2S等中间产物,影响有机物的降解效果。
2. 温度:温度可影响微生物生长、反应速率和水分脱除。
高温分解较中温分解速度要快,且高温可将虫卵、病原菌、寄生虫等迅速彻底杀灭。
一般认为高温菌对有机物的降解效率高于中温菌,高温菌的理想温度为50~60 o C。
3. pH值:由于在中性或弱碱性条件下,细菌和放线菌生长最适宜,所以发酵过程中的pH应控制在6-8.一般情况下好氧发酵中微生物在分解有机物过程中其pH能自动调节。
在好氧发酵初期,由于酸性细菌的作用,物料产生有机酸,pH值可下降到左右,此时有利于微生物生存繁殖。
随着pH逐渐上升,最高可达到左右。
4. 氧气:在好氧发酵过程中氧的供应是限制发酵速率的主要因素。
如果氧气供应不充分或传递不均匀,一则会造成局部厌氧发酵,这是发酵过程中产生臭味的主要原因,二则会延长发酵时间。
相反,如果供氧量过多(如鼓风量过大或搅拌太多)就会使发酵的温度偏低,而使有机物转化为类腐殖质的过程不够充分。
好氧微生物分解有机废弃物的效率及机理
好氧微生物分解有机废弃物的效率及机理有机废弃物对于我们的环境会造成很大的影响。
因此,处理有机废弃物是一项重要的任务。
而好氧微生物处理可谓是当前最常用的方法之一,它可以有效分解有机废弃物,降低环境污染。
好氧微生物是指直接利用氧气进行代谢和生长的微生物。
它们可以分解有机物并将其转化为更简单的物质。
好氧微生物分解有机废弃物有着高效的处理效果。
通过好氧微生物处理,废弃物可以转化为水和二氧化碳等物质,实现废弃物高效降解,无害化处理的目的。
好氧微生物的处理过程需要满足恰当的条件。
在处理有机废弃物时,好氧微生物需要适宜的温度、氧气浓度、pH值以及营养物质等环境条件。
其中,氧气是好氧微生物代谢的必需物质。
若氧气浓度不足,好氧微生物无法正常代谢,导致处理处理效果不佳。
在好氧微生物分解有机废弃物的过程中,存在一系列复杂的代谢反应和生物转化。
好氧微生物代谢有机物时,首先利用酸解反应将有机物分解成对微生物可分解的单元。
这些单元进一步被微生物代谢分解成为小分子有机酸、氨基酸、简单糖类和脂肪酸等。
而这些进一步分解代谢产物可以被微生物继续利用代谢,并最终转化为简单的代谢产物。
除了代谢有机废弃物的作用外,好氧微生物在处理过程中还承担着其他重要的作用。
例如,好氧微生物可以分解废弃物中的有毒物质并将其转化为无毒或低毒的代谢产物。
同时,在处理有机废弃物的过程中,好氧微生物还释放出一定的热量,对提高废弃物的处理效率有着重要的作用。
好氧微生物处理有机废弃物是一种成本较低、处理效果较好的处理方法。
但同时也面临着诸多挑战。
例如,废弃物中可能会有一定量的重金属、有害化学物质等。
这些物质会影响或阻碍好氧微生物的代谢和生长,对处理效果产生不容忽视的影响。
此外,在处理过程中,需要对环境进行监控和控制,避免处理过程中的二次污染等问题。
总体来说,以好氧微生物为代表的生物处理技术在有机废弃物的高效处理中发挥着重要的作用。
分解代谢有机物,释放热量,分解有毒物质,降低环境污染,是好氧微生物处理废弃物的重要优势。
厨余垃圾处理处置技术与工艺概述
厨余垃圾处理处置技术与工艺概述厨余垃圾是指餐馆、家庭厨房以及食品加工企业产生的废弃物,包括食物残渣、果皮、蔬菜叶子等。
由于厨余垃圾中含有大量的水分和有机物质,如果不进行正确的处理和处置,将会引起臭气、传播疾病、环境污染等问题。
因此,研究和应用厨余垃圾处理处置技术和工艺,对于环境保护和资源回收利用至关重要。
在本文中,将对厨余垃圾处理处置技术和工艺进行概述。
一、厨余垃圾处理处置技术1.厌氧发酵技术:利用微生物在无氧条件下分解有机物质,产生甲烷等有机气体的过程。
厌氧发酵技术具有高效、节能等优势,可以将厨余垃圾转化为生物质能源,如生物气和生物肥料。
2.好氧发酵技术:利用好氧微生物将厨余垃圾中的有机物质在氧气存在下进行氧化分解,生成二氧化碳、水和热能的过程。
好氧发酵技术适用于较大规模的厨余垃圾处理,可以将有机物质转化为有机肥料。
3.堆肥技术:将厨余垃圾与其他有机废弃物(如农业废弃物、园林废弃物等)进行混合堆放,利用微生物和小型生物生物生物生物质多样性降解有机物质,并通过水分、氧气和温度的控制来加速分解过程。
堆肥技术具有低成本、简单易行的特点,可以产生有机肥料。
4.生物转化技术:将厨余垃圾经过混合、破碎、发酵等处理步骤,通过微生物的作用转化为有机肥料,同时产生有机酸和溶解性的营养物质。
生物转化技术适用于中小型厨余垃圾处理,对产生的有机肥料具有一定的市场价值。
二、厨余垃圾处理处置工艺1.分选与破碎:将厨余垃圾进行分选和破碎处理,去除其中的杂质,如塑料、玻璃、金属等,并将其破碎为适当的颗粒大小。
2.发酵处理:将分选和破碎后的厨余垃圾进行发酵处理,通过提供合适的水分、氧气和温度条件,加速有机物质的降解和分解。
3.动力搅拌:为促进发酵过程中的氧气的进一步输送和混合,可以使用动力搅拌设备。
4.混合填充:将发酵处理后的厨余垃圾与其他有机废弃物进行混合填充,加速有机物质的降解和分解。
5.常规管理:对发酵处理后的厨余垃圾进行常规管理,如水分的控制、氧气的供应、温度的调节等。
农林垃圾好氧堆肥工艺
农林垃圾好氧堆肥工艺农林垃圾好氧堆肥工艺是指通过将农林废弃物进行分类、堆肥、发酵处理的方法,将其转化为有机肥料,以提高土地肥力和农作物产量的技术过程。
好氧堆肥工艺又称为通气堆肥工艺,它是在适宜的温度、湿度、通气条件下,通过微生物的呼吸作用,将有机物转化为稳定的有机肥料的过程。
1. 垃圾分类处理农林废弃物主要包括生物质废弃物、动物粪便、餐厨垃圾等,而这些垃圾具有不同的成分和特点,因此需要进行分类处理。
首先,将废弃物按照来源不同、含水量不同、结构不同等因素进行分别收集储存,以便于后续的处理。
其次,将同类垃圾按照不同的特点和用途进一步分别处理,例如将果皮等有机物质放入有机垃圾桶内,将绿化垃圾堆存在指定场地等。
2. 堆肥基料配置好氧堆肥工艺需要使用的堆肥基料要选择含碳量高、含氮量低的有机物质,该类物质一般为菜叶、树叶、稻草、废纸、木屑等。
合理配置不同种类的原料,能够保证堆肥过程的顺利进行,同时还能够获得更好的肥效。
在堆肥过程中还需添加磷、钾等营养元素增加肥料的养分含量。
3. 环境条件调控好氧堆肥需要适宜的环境条件才能够进行,主要包括适宜的温度、湿度和通气条件。
对于温度的调控,可在堆肥过程中加盖保护罩,控制外界温度的影响,适当开放保护罩让其透气。
对于湿度的控制,应保证水分充足,但也不宜过多,一般来说湿度控制在70%左右。
通风是好氧堆肥中最为重要的一环,通风不良会导致堆肥过程中产生异味,增加堆肥难度,因此堆肥时一定要保证通风随时畅通,防止堆肥发酵质量不良。
4. 堆肥过程管理堆肥过程的管理需要定期监测,发现问题及时处理。
一般建议每周翻动一次,以保证好氧堆肥的充分发酵。
发现温度过高或发酵缓慢等问题,需要及时调整处理措施,促进堆肥发酵进程。
同时,在堆肥过程中,应当注意保持平衡的碳、氮比例,避免任一方向过量,以免影响堆肥的质量。
堆肥成品是由废弃物转化而来的有机肥料,可用于果树、蔬菜等作物的施肥。
在使用时,应选择适宜的施肥方法与用量,避免浪费和影响土壤环境。
好氧发酵
特点:堆制温度低(37℃ 左右),周期长。
二、好氧发酵原理
好氧微生物在与空气充分接触的条件下,使 固体废弃物中可生物降解性有机物发生一系列生 物分解反应并放出热量,最终使有机物转化为简 单而稳定的腐殖质,同时产生二氧化碳和水分等 无机物的过程。堆肥过程中的产生的热能促进水 分蒸发与,杀死病原菌寄生虫虫卵,并且使杂草 种子失活。
同化作用:生物体把从外界环境中获取的营养物质转变为自身的组成物 质,并储存能量的变化过程。其实质是形成有机物和贮存能量的过程。 异化作用: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。
三、好氧发酵过程、机理
• 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。
堆肥微生物
(1)来源:有机废物里面固有的; (2)作用: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。
细菌
种 类
• 形体最小、数量最多,分解大部分的有机物并产 生热量;
放线菌
真菌 微型生物
• 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;
• 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; 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。
四、影响好氧发酵的因素
C/N :35:1
C/P :在75~150为宜
污泥高温好氧发酵的原理及影响因素
污泥 中所 含 有 一 定 量 的 石 灰 、 盐 、 盐 等 高 分子 铁 铝
絮凝 剂 . 堆 肥 处 理 的过 程 中 . 会 存 在 多 大 的 障 在 不
碍 但倘 若在 污泥 处理 过程 中 。 加 的石 灰 过多 . 添 将
会导致p H值 过 高 .从 而 使 堆 肥 化作 业 变 得 困难起 来 为 了提 供微 生 物 活动 的适 宜 环境 . 料 中应 具 原 有一定 的含 水率 、 有机 物量 、H值和透 气性 等 。 p
态 . 利用太 阳能加热 蒸发 方式 , 或 调整 含水 率 。
CLa g 0在 实验 中通 过考 察温 度 和含 水 率 对 .i [ ] n 2 堆 肥 活 动 的影 响 时 发 现 物 料 含水 率 对 堆 肥 活 动 的
影 响要 大 于温度 的影 响 程度 5 %的含 水率 是维 持 0
的环 境条 件 好 , 不会 产 生难 闻的臭气 。 目前 采 用 的
堆肥工 艺一 般均 为好 氧堆 肥
近 几 年 我 国 在 污 泥堆 肥 方 面 的研 究 也取 得 了
工艺 技术方 面 的初步 成果 。天津 市污水 处理 研究所
低 . 生物 活 动能 力 降低 。因此 , 微 生物 学 考 虑 , 微 从 好氧 性发 酵需 要调 整适 宜 的含 水率 污 泥含水 率 的 调 整方 法需 根 据 堆肥 化 的方 法 、 泥 脱水 时 使用 絮 污
物料 中微生 物正 常 活 动需 要 的最 低值 . 当物料 的含
水率 在6 %~ 0 0 7 %时微 生物 的活 动最 活跃 另发 现物
料含 水 率 在 3 %~ 0 0 6 %之 间 时 . 含水 率越 高 . 生 物 微
活动 越活跃 f )/ 2 CN比
好氧堆肥工艺
静态好氧堆肥处理城市垃圾好氧堆肥的原理: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。
堆肥过程的影响因素包括:生物挥发性固体、通风供氧、水分、温度、碳氮比等。
通常要经过物料预处理、一次发酵、二次发酵和后处理过程。
1堆肥的过程参数堆肥化过程是复杂的。
物料经混匀后,受营养平衡、水分含量和物理结构等的影响.工艺过程中要控制的各种参数,就是那些对堆肥过程有影响的物理、化学和生物因素。
它们决定微生物活动的程度,从而影响堆肥的速度与质量。
1。
1水分含量在堆肥过程中,水分是一个重要的物理因素。
水分含量是指整个堆体的含水量。
水分的主要作用在于:(1)溶解有机物,参与微生物的新陈代谢;(2)水分蒸发时带走热量,起调节堆肥温度的作用.水分的多少,直接影响好氧堆肥反应速度的快慢,影响堆肥的质量,甚至关系到好氧堆肥工艺的成败,因此,水分的控制十分重要.在堆肥期间,如果水分含量低于10%~15%,细菌的代谢作用会普遍停止;含水量太高,会使堆体内自由空间少,通气性差,形成微生物发酵的厌氧状态,产生臭味,减慢降解速度,延长堆腐时间。
大量的研究结果表明,堆肥的起始含水率一般为50%~60%。
在堆肥的后熟期阶段,堆体的湿度也应保持在一定的水平,以利于细菌和放线菌的生长而加快后熟,同时减少灰尘污染.1。
城市污泥制肥工艺及影响因素
城市污泥制肥工艺及影响因素发布时间:2021-09-07T06:28:06.283Z 来源:《城镇建设》2021年第4卷4月12期作者:于胜南[导读] 城市污水处理过程中产生的污泥数量巨大,亟待解决,由于这些污泥中富含有机质、氮、磷等多种营养物质,近年来我国采用的污泥制肥技术已经得以应用和推广。
于胜南天津蓝天环科环境科技股份有限公司天津300382摘要:城市污水处理过程中产生的污泥数量巨大,亟待解决,由于这些污泥中富含有机质、氮、磷等多种营养物质,近年来我国采用的污泥制肥技术已经得以应用和推广。
好氧堆肥工艺,堆肥效率高,发酵时间短,是目前我国污泥堆肥技术普遍选择。
污泥堆肥本身就是对好氧微生物进行发酵和利用过程,因此,通风、温度、 ph 值、含水率都会直接影响到城市污泥堆肥效果。
关键词:污泥;有机肥;好氧发酵;污泥制肥引言城市污泥是城市污水处理厂处理污水后所产生的固态沉淀物,大量产生的污泥已成为严重的环境和安全问题。
污泥中含有大量的有机物质和氮、磷、钾等植物生长所需的营养元素可作为重要的有机肥源。
污泥堆肥过程中一些有毒物质会被转化,重金属生物有效性也会降低。
堆肥技术主要分为厌氧堆肥和好氧堆肥。
好氧堆肥现在被广泛应用。
1、污泥分类和组成成分1.1 污泥分类城市污水处理厂不同的工艺流程产生的污泥理化性质有很大差异,根据污水处理厂污泥的产生来源,可分为原污泥,初沉污泥,二沉污泥,消化污泥,回流污泥和剩余污泥。
1.2 污泥组成成分污水处理厂产生的污泥一般为固体或流体,含水率在75%~99%之间。
固体成分主要由有机碎片、细菌、无机颗粒、胶体和絮凝剂组成,它是一种以有机成分为主的复杂混合物,其中包含有潜在利用价值的营养成分、有机质、氮、磷、钾和各种微量元素,以及危害环境和人类健康的铅、铜等重金属元素和病原体。
2、有机肥料的概念和作用2.1 有机肥料概念有机肥是指以各种动物粪便和植物残渣为原料,采用物理、化学、生物或两者兼有的处理技术,通过一定的加工工艺,消除有害物质,达到无害化标准,同时符合国家法律法规而形成的肥料[1]。
垃圾高温好氧生物干化效果的影响因素分析
142
第 38 卷
环 境 工 程
处理领域,发达国家已开始以生物干化技术辅助热干
化用于垃圾衍生燃料( RDF) 的制造等,可降低热干化
如图 1b 所示。
的空气需要量,可为垃圾高温好氧生物干化技术的工艺机理研究提供了数据参考。
关键词:生活垃圾;含水率;高温好氧生物干化;影响因素
DOI:10. 13205 / j. hjgc. 202001022
ANALYSIS ON INFLUENCING FACTORS OF EFFECT OF HIGH
TEMPERATURE AEROBIC BIOLOGICAL DRYING PROCESS OF GARBAGE
型复合轻质保温板;2 号试验装置与 1 号相同,但将罗
茨风机换成了 离 心 风 机;3 号 试 验 装 置 采 用 圆 柱 形 高
温好氧生物干化仓,ϕ2 m × 3 m,有效容积为 8 m 3 。
2 结果与讨论
2. 1 干化过程与效果评估
所有试验组均为中试规模试验。 3 组试验所使用
的生 活 垃 圾 量 分 别 为 4, 3. 65, 2. 8 t, 试 验 周 期 均 为
Keywords: domestic waste; water content; high temperature aerobic biological drying; influencing factors
0 引 言
高温好氧生物干化技术是利用高温好氧微生物
菌群在降解垃圾中有机质时所释放的热量,在干化仓
内形 成 持 续 稳 定 的 高 温 环 境 ( 50 ~ 70 ℃ ) ,垃 圾 中 液
畜禽粪便发酵生产生物有机肥工艺技术
畜禽粪便发酵生产生物有机肥工艺技术目前,好氧发酵是实现畜禽粪便无害化和资源化的最主要途径,它不仅可以解决畜禽粪便的环境污染问题,而且对于发展生物有机肥,促进农业的可持续发展有着重要的意义。
畜禽粪便的资源化利用角度出发,以工业化生产生物有机肥为目的。
一、好氧发有机物的好氧堆肥实际上就是基质在土著微生物或外源微生物的作用下进行好氧发酵的过程。
在发酵过程中,粪便中的溶解性有机物透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微生物吸收利用,非溶解性的大分子物质由微生物所分泌的胞外酶分解为小分子溶解性物质,再由细胞吸收利用。
微生物通过自身的生命活动一氧化、还原、合成等过程, 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为生物体所必需的营养物质,合成新的细胞物质,于是微生物逐渐生长繁殖,产生更多的生物体和胞外酶,继续进行一系列的生化作用。
二、好氧发酵的微生物作用过程好氧发酵是在有氧气参加的条件下,借助微生物的作用而实现的,所以微生物是好氧发酵成败的关键因素。
发酵过程中温度不断的发生变化,随着温度的变化,微生物类群也处在一个不断进行的动态变化之中。
依据温度的变化,可将堆肥发酵过程分为三个阶段:升温阶段、高温阶段、降温或腐熟保温阶段。
1、升温阶段升温阶段主要是中温性微生物占优势(冯明谦和刘德明,1999) o 在发酵之前,物料中就存在着各种有害的、无害的土著菌群,当温度和其他条件适宜时,各类微生物菌群开始繁殖。
当温度达到25°C以上时,中温性微生物菌群进入旺盛的繁殖期,开始活跃地对有机物进行分解和代谢,以势抱菌和霉菌等嗜温好氧性微生物为主的菌群将单糖、淀粉、蛋口质等易分解的有机物迅速分解,产生大量的热。
2、高温阶段当发酵温度上升到40°C以上时,即进入高温阶段。
除少部分残留下来的和新形成的水溶性的有机物继续分解外,复杂的有机物,如半纤维素、纤维素等开始强烈的分解,同时腐殖质开始形成,出现了能溶于碱的黑色物质。
影响好氧发酵的速度因素
影响好氧发酵的速度因素好氧发酵是一种生物过程,通过微生物的代谢作用,将有机物转化为有用物质,同时释放出能量。
它广泛应用于生物化学工程、食品加工、化工和环境领域。
在好氧发酵过程中,速度是一个非常重要的因素,它影响着发酵的效率和产品的质量。
本文将探讨影响好氧发酵速度的因素。
1. 温度温度是影响好氧发酵速度的主要因素之一。
在合适的温度下,细菌的生长速度会加快,从而促进代谢过程。
在大多数的好氧发酵过程中,最适宜的温度范围为30~37℃。
如果温度过低或过高,都会对细菌的活动产生影响,导致发酵速度变慢。
2. pH 值pH 值也是影响好氧发酵速度的重要因素。
细菌的酶活性和生理代谢都受 pH 值的影响。
在合适的 pH 值范围内,细菌的代谢速度会最大化,从而提高发酵速度。
在大多数酸性发酵过程中,最适宜的 pH 值为 6.5~7.5。
但是,在不同的菌种和发酵条件下,最适宜的 pH 值也会有所不同。
3. 培养基成分培养基成分也是影响好氧发酵速度的关键因素。
培养基是细菌生长和代谢的基础,不同的培养基成分会影响细菌的代谢速度和生长速度。
在不同的好氧发酵过程中,通常需要添加不同的营养物质来满足细菌的代谢需求。
例如,一些好氧发酵过程需要添加碳源、氮源和磷源等。
4. 氧气含量氧气含量是影响好氧发酵速度的重要因素之一。
好氧发酵需要充足的氧气供应才能维持细胞的正常代谢和生长。
在好氧发酵过程中,氧气含量的变化会影响细菌的代谢速度和生长速度。
如果氧气含量过低或过高,都会导致细菌的代谢受到限制,从而影响发酵速度。
5. 搅拌速度搅拌速度也是影响好氧发酵速度的重要因素之一。
适当的搅拌可以改善培养液中的氧气分布,促进营养物质的均匀混合,从而提高细菌代谢的效率。
过强或过弱的搅拌速度都会影响细菌的生长和代谢。
以上是好氧发酵速度的影响因素,但不同的好氧发酵过程之间存在差异,不同的因素对速度的影响并不相同。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况进行调整和优化,以提高好氧发酵的效率和质量。
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垃圾好氧发酵工艺及影响其发酵速度的几点因素- 噪声固
废环评监测
简介:介绍有机发酵的基本知识和好氧发酵在城市生活垃圾综合处理中的应用,分析了湿度、碳与氮的比率、供给的氧气量、磷与钾的含量和有毒微小物质对好氧发酵速度的影响。
关键字:垃圾处理工艺堆肥好氧发酵速度厌氧发酵前言随着我国国民经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,城市规模和人口数量迅速扩大和增加,伴随而来的城市生活垃圾也与日俱增,城市生活垃圾的污染已经成为一个非常严重的社会问题。
我国是一个资源相对贫乏的国家,城市生活垃圾处理技术起步较晚,目前,多数城市生活垃圾露天堆放,且绝大部分为混装,成分复杂、热值低、含水率高。
由于技术、设备、管理上的问题,城市垃圾对大气、地下水源、土地资源的污染以及垃圾围城现象对城市生活环境构成了严重威胁,垃圾处理问题已经成为各级政府高度重视的问题。
到目前为止,在垃圾处理方式中,78.5%为简易填埋处理,21.5%为简易堆肥处理。
这期间存在的突出问题是:垃圾处理工作还没引起足够的重视;垃圾处理投入不足;从事垃圾处理的科技人员少;垃圾处理水平低。
综合我国目前投入运行的垃圾处理厂情况,大多数是采用垃圾堆肥、焚烧、卫生填埋等常规方法,少数垃圾处理厂采取垃圾综合利用方法。
由于填埋和焚烧占地面积大、投资较高,在中小城市很难推广。
因此,在城市垃圾处理方面,生活垃圾生物处理技术及好氧发酵技术有着无可比拟的优越性和广阔发展潜力。
该技术,由于工程投资少,处理方法科学,运行费用低,非常适
合中小城市使用。
现谨对好氧发酵的基本知识及影响好氧发酵速度的几点因素加以分析研究。
一、有机发酵的基本知识发酵是一个分解过程,它包括在最适宜的状态下有机残渣的微生物转化及借助微小有机体形成腐殖质。
发酵一般可描述为厌氧或好氧过程。
厌氧过程一般在缺氧状态下产生,它的形成如下所示:有机物质+厌氧菌+二氧化碳+水→气态甲烷(沼气)+氨+最后产物厌氧分解后的产物中含许多喜热细菌并会对环境造成严重的污染。
其中明显含有有机脂肪酸,乙醛,硫醇(酒味),硫化氢气体还夹杂着一些化合物及一些有害混合物。
例如:硫化氢,它是一种非常活跃并能致人于死地的高浓度气体,它能很快地与一部分废弃的有机质结合形成黑色有异味的混合物。
厌氧分解一般在掩埋式垃圾处理中使用。
好氧分解过程一般在有氧和有水的情况下产生,它的形成如下所示:有机物质+好氧菌+氧气+水→二氧化碳+水(蒸气状态)+硝酸盐+硫酸盐+氧化物好氧分解后的产物是通过适湿细菌的微妙活动而形成的,适湿细菌吞食有机残渣中的碳元素,在呼吸中消耗氧,产生二氧化碳,二氧化碳实际是一种细菌呼吸及磨擦后所产生的气体。
这种反应过程无任何有害物质产生,尽管没有一种生物分解是无味的,但经过正确处理的好氧发酵所产生的气味很小。
国外采用翻堆机进行垃圾堆肥处理,就是典型的好氧发酵消纳城市生活垃圾的技术。
二、工艺流程的基本描述好氧发酵是环境所能接受的最好的垃圾处理方式,其中有两种形式可供使用,一种是封闭型舱式容器,它可与一种精密机械相结合,放置在发酵工厂,另一种就是敞开式发酵。
封闭舱式发酵又可细分为两种:静态与动态。
在
静态系统中,空气一般直接通入封闭容器(象船舱),空气可被吹入(正压)或吸进(负压)。
相比之下动态翻滚式系统用得可能较多。
其实最经济实用的是敞开式发酵方式。
因为它操作方便,按装成本低并且功效高。
舱式发酵系统的安装成本是敞开式发酵系统安装成本的4-5倍,同时操作成本也是敞开式发酵系统的3倍。
利用翻堆机处理生活垃圾系统就是一种敞开式发酵方式。
概括的说,对城市生活垃圾的敞开式发酵可分为五个主要部分:1. 初步分拣2. 敞开式发酵3. 污染物的筛分 4. 发酵物的成熟及制肥 5. 运送城市垃圾的洁净程度与发酵的成本和效率有着直接联系,最初分拣是保证产品洁净的最经济的方法。
如果最初分拣系统较完善,也就是说最初就将有机部分从无机物中分选出来,那么操作成本就会降低,效率就会升高。
最后的产品质量也会提高。
一般在垃圾被运入发酵直道,首先被倾倒在一个水平分选带上进行初次分选。
然后翻堆机驶入成形的发酵直道,与此同时垃圾被喷洒菌种、通气、破碎、松散、混合和翻转,所有的垃圾都会被上下彻底的翻转。
作为加工系统的一个重要部分,每一批垃圾都会被喷入适量的菌种,它们对提高好氧发酵率很重要。
发酵完毕,下一个工序是清理。
这时直道上的发酵物将被运入筛选工段,筛去一些无机物,如:塑料、玻璃、各种金属和人造织物等。
筛选后的有机物被放入制肥工段生产颗粒有机复合肥。
三、影响好氧发酵速度的因素影响发酵速度的主要因素是那些影响生物菌种活性的因素,它们是:1. 湿度2. 供给的氧气量3. 磷、钾的含量4. 有毒物质,例如:重金属、有毒物、浓酸。
1湿度象所有的生命体,为获取营养和实现增殖,
细菌需要水分,我们的经验证明:高效成功的发酵过程所需的湿度是50%~70%。
2碳与氮的比率有机物质中的碳、氮比率一般高于20:1,高于这个比率氮在植物中就无法起到作用,因为好氧菌被强制地快速繁殖,在此期间所有氮都被用于制造细菌,只有当碳、氮比率降到20:1时,多余的好氧菌才会死去,氮元素才被释放供给植物进行光合作用。
所以必须减低比率。
有机物质的好氧发酵生成二氧化碳,但对氮的减少量很小,当二氧化碳产生时,只有一小部分碳会被利用去制造一些微生物细胞。
在此过程中,氮被牢固地贮存在微小的有机体中,活动空间很少。
碳氮的比率在发酵过程中快速降低。
当碳氮比率低于20:1时,说明发酵已处于稳定阶段,可以结束了。
一般好氧发酵前碳氮比率在25:1到35:1之间,实验证明,当碳氮比率为33:1时可达到最快发酵速度。
3供给的氧气量如果在发酵过程中有充足的氧气供应,再加上其它条件也比较适宜,那么微生物的活动将不受任何抑制,并且会迅速增殖。
细菌的密度和活跃程度可以通过温度(最佳条件60℃-65℃)和可达到的速率来评估。
翻堆机就是用翻转的方法来促进发酵,使氧与被发酵物充分地裹合,加快发酵速度。
4磷与钾发酵有机物质适量的磷与钾必不可少,这些营养元素很重要,因为磷是形成微生物细胞质的主要成分,而钾能调整细胞内的渗透关系.以氮作为相对的度量标准,磷含量应占20%左右,钾含量应占8%左右,值得高兴的是有机物质的磷、钾含量一般都能达到前述标准,它们的含量有很大的伸缩性,在较好的发酵过程中并不需要对他们做任何调整。
5有害物质某些有机物中也许会存在一部分对发酵中好氧菌
有害的物质,许多重金属元素例如:锰、铜、锌、镍、铬和铅,若它们的含量过高就会对好氧菌造成危害。
导致好氧菌的大量死亡使发酵速度变慢,应避免有毒物质进入发酵场地。
生活垃圾一般很难仰制重金属的比率,但过多的重金属确实会造成一定的影响。
结束语以上垃圾好氧发酵工艺及影响其发酵速度的几点因素是我们在城市生活垃圾处理的实践过程中总结出来的,我们在垃圾处理过程中始终坚持高起点、高技术、高质量、高效率、高效益的“五高”方针,不断提高自身的垃圾处理水平,提高产品竞争力,塑造名牌产品。