固体废弃物第六章
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3
20世纪70年代初，堆肥化技术在工业发达国家的应用出现 低谷。 原因：工业化的高速发展将大量的有毒化学物质和高分子塑料 带入城市垃圾中，严重影响了堆肥产品的质量。 1.堆肥的有效肥料成分含量较低（N，P，K），无法与化肥竞争。 2.堆肥属于缓效性肥料，需使用相当长的时间才见效。其主要 作用在于保持地力和提高农产品的质量，在提高产量方面则不 如化肥明显。 3.即使精细分选肥料颗粒，仍有一定数量的碎玻璃、金属、废 塑料等杂质存在，会造成田间操作的困难。 4.若施用发酵不完全的未腐熟堆肥，残余的有机物在土壤中分 解会造成植物根部缺氧，而导致减产或更严重的危害。 5.堆肥化对城市垃圾的减量化效果不高，处理后产物体积仍较 大，需要较大的堆存场地和较高的运输费用。 6.堆肥化产品施用时工作量大，有明显的臭味，与现代化农业 的需要有一定的距离。 4
二、堆肥的作用和特点（有机肥料和土壤调节剂）
1.改善土壤的物理性能 增加土壤中腐殖质的含量，有利于土壤形成团粒结构，使土质松软， 空隙度增加，从而提高土壤的保水性和透气性，并有利于植物根系的 发育和养分的吸收。 2.肥料的养分比较全面 堆肥的成分具有多样化，其中含有多种植物生长所必需的微量元素， 有利于满足植物生长对不同养分的需要。 3.肥效期较长 堆肥属缓效性肥料，堆肥养分的释放缓慢、持久，故肥效期较长， 有利于满足农作物长时间内对养分的需求，不会出现施用化肥那样短 暂有效或施肥过头的情况。 4.微生物的作用强 堆肥中含有大量有益微生物，是一种“生物肥料”。施用堆肥可增加 土壤中微生物的数量，通过微生物的活动改善土壤的结构和性能，微 生物分泌的各种有效成分还可直接或间接地被植物吸收而起到有益的 作用。 2 5.与化肥相比，堆肥的肥效较低，且体积大，运输和施用不方便。
CaHbNcOd+0.5(nz+2s+r-d)02 → nCwHxNyOz+sC02+rH20+(c-ny)NH3
若有机物完全分解，则反应式表示为：
CaHbOcNd+0.25(4a+b-2c-3d)02 → aC02+0.5（b-3d）H20 + dNH3
7
例题：求理论需氧量计算
假设有机物的有机组分为C60H
13
在高温堆肥后期，主发酵排出废气的温度较高，会从堆肥中带走 大量水分，从而使物料干化，故还需考虑通风与干化之间的关系。 通风量主要取决于堆肥原料中有机物含量、有机物中可降解成分的比 例、可降解系数等。可用下列化学计量式推算出理论上氧化分解需要 的氧气量 , 然后再折算成理论空气量。 CaHbNcOd+0.5(nz+2s+r-d)02 → nCwHxNyOz+sC02+rH20+(c-ny)NH3 式中 ：r=0.5[b-nx-3（c-ny）]; s =a-nw 为降解效率 ， CaHbNcOd和 CwHxNyOz 分别代表堆肥原料和堆肥产物的成分。
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第三节 影响好氧堆肥化的主要因素 影响堆肥化过程的因素很多 , 这些因素主要包括通风供氧 量、有机物含量、碳氮比、含水率、物料粒径、温度、pH 值和 腐熟度等。
(1) 通风供氧 通风供氧是好氧堆肥化生产的基本条件之一。 通风的目的是为好氧微生物提供生命活动所必需的氧。 通风量的多少与微生物活动的强烈程度和有机物的分解速 度及堆肥物粒径密切相关。 堆肥时必须保证充分供氧。为了解决供氧问题 , 必须适时 适量地通风 ,一般堆肥堆体中的氧气浓度低于10%, 好氧微生物 的分解消化过程就会停止。因此 , 需要通过翻堆或通风供氧措 施来保证堆体好氧状态。在机械堆肥生产系统里 , 要求有50% 的氧渗入到堆料各部分 , 以满足微生物氧化分解有机物的需要
第二节 堆肥化基本原理及过程
根据生物处理过程中起作用的微生物对氧气要求不同，固体 废物堆肥分为：
好氧堆肥化：指在有氧存在的条件下，好氧微生物对废物中的 有机物进行分解转化的过程，最终产物主要是CO2、H2O、热量 和腐殖质。
厌氧堆肥化：在无氧存在的条件下，厌氧微生物对废物中的有 机物进行分解转化的过程，最终产物主要是CO2、CH4、热量和 腐殖质。
94.3
O
37.8N，给出下列条件参数：
1）城市生活垃圾的有机组分的含水率为25%； 2） 城市生活垃圾中挥发性固体占总固体的93%； 3）可生物降解的挥发性固体占挥发性固体的60%； 4）可生物降解的挥发性固体的有效转化率为95%； 5）堆肥时间为5天； 6）5天的需氧量分别为20%，35%，25%，15%和5%；
0.3976 x
则需氧量x = 2045.6×0.3976/1433.1=0.5675吨 ④所需空气量（吨）： 0.5675/23%=2.468吨 ⑤实际需空气量（m3）：（2.468吨/1.2×10-3）×2.5=5140.7m3/1吨垃圾 ⑥5天 第一天 第二天 第三天 第四天 第五天 5140.7×20% 5140.7×35% 5140.7×25% 5140.7×15% 5140.7×5% =1028.1 =1799.2 =1285.2 =771.1 =257.0 m3 /吨垃圾 m3 /吨垃圾 m3 /吨垃圾 m3 /吨垃圾 m3 /吨垃圾
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二、厌氧堆肥基本原理 厌氧堆肥是在无氧条件下 , 借厌氧微生物（主要是厌氧菌）的作 用进行的 ,当有机物厌氧分解时 , 主要经历了两个阶段 : 酸性发酵阶段和碱性发酵阶段。
分解初期 , 微生物活动中的分解产物 是有机酸、醇、二氧化碳、氨、硫化 氢、磷化氢等。在这一阶段 , 有机酸 大量积累 ,pH 值逐渐下降 , 另一群 统称为甲烷细菌的微生物开始分解有 机酸和醇 , 产物主要是甲烷和二氧化 碳。 随着甲烷细菌的繁殖 , 有机酸 迅速分解 ,pH值迅速上升 , 这一阶段 的分解叫碱性发酵阶段。以纤维素为 例 , 堆肥的厌氧分解反应为 :
10
与细菌的生长繁殖规律一样 , 可将微生物在高温阶段生长过程细分为 3 个时期 , 即对数生长期 , 减速生长期和内源呼吸期。在高温阶段微生物活 性经历了 3 个时期变化后 , 堆积层内开始发生与有机物分解相对应的另一 过程 , 即腐殖质的形成过程 , 堆肥物质逐步进入稳定化状态。
(3) 腐熟阶段 在内源呼吸后期 , 只剩下部分 较难分解及难分解的有机物和新 形成的腐殖质 , 此时微生物活 性下降 , 发热量减少 , 温度下 降。在此阶段嗜温微生物又占优 势 , 对残余较难分解的有机物 作进一步分解 , 腐殖质不断增 多且稳定化 , 此时堆肥即进入 腐熟阶段。降温后 , 需氧量大 大减少 , 含水量也降低 , 堆肥 物孔隙增大 , 氧扩散能力增强 , 此时只须自然通风。
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一、好氧堆肥原理及过程 1.好氧堆肥原理 是在有氧存在的条件下，借好氧微生物的作用来进行的。在堆肥过程中， 生活垃圾中的溶解性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微生物所吸 收，固体的和胶体的有机物先吸附着在微生物体外，由生物所分泌的胞外酶 分解为溶解性物质，再渗入细胞。微生物通过自身的生命活动——氧化、还 原、合成等过程，把一部分被吸收的有机物质氧化成简单的无机物、并放出 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，同时，微生物逐渐生长繁殖，产生更多的生长体， 具体表示如下： 设：有机物表示为：CaHbNcOd，堆肥产品用CwHxNyOz，堆肥化反应式表示为：
我国城市垃圾堆肥处理现状与应用前景wk.baidu.com
现状： 应用前景：体现城市垃圾堆肥处理的社会效益 1.是对城市垃圾进行消纳。 城市垃圾→有机肥料→还原大自然→资源化最理想的体现 城市垃圾成分复杂→复杂分选、破碎等→理想的肥料→费用高 2.作为肥料或土壤改良剂的作用。 有毒、有害的化学物质→ 带来土壤的污染和对农作物的危害。 3.肥效期较长 堆肥属缓效性肥料，堆肥养分的释放缓慢、持久，故肥效期较长， 有利于满足农作物长时间内对养分的需求，不会出现施用化肥那样短 暂有效或施肥过头的情况。 4.微生物的作用强 堆肥中含有大量有益微生物，是一种“生物肥料”。施用堆肥可增加 土壤中微生物的数量，通过微生物的活动改善土壤的结构和性能，微 生物分泌的各种有效成分还可直接或间接地被植物吸收而起到有益的 作用。 5 5.与化肥相比，堆肥的肥效较低，且体积大，运输和施用不方便。
7）堆肥过程中产生的氨气全散至大气中；
8）空气含氧量23%，空气质量为1.2kg/m3； 9）实际需空气量是理论的2.5倍。
试计算每吨垃圾好氧堆肥每天实际需要的空气量。
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解： ①1吨生活垃圾中可生物降解的挥发性固体量： BVS=1×75%×93%×60%=0.4185吨 ②实际有效转化的挥发性固体量： 0.4185×95%=0.3976吨 ③C60H94.3O37.8N分子量=60×12＋94.3＋16×37.8＋14=1433.1 按完全氧化：设需氧量为x，根据生物化学反应式： C60H94.3O37.8N O2 1433.1 （4×60＋94.3－2×37.8-3）×16×2/4=2045.6
三、堆肥化技术的发展 1925年，印多尔法：将落叶、垃圾、动物及人 的粪尿→堆成1.5米的土堆→隔数月翻堆1～2次→ 约6个月的厌氧发酵后→有机废弃物转变成肥料。 贝盖洛尔法：增加翻堆次数，促进好氧发酵效 率的提高。 1933年，达诺法：利用回转窑发酵仓进行好氧 发酵。 巴登巴登法：去除不能堆肥的无机物→与消化 污泥一起露天堆置4～6个月→再分选、破碎。 1940年，厄普· 托马斯法：采用多段竖炉发酵仓 →接种特种细菌→缩短发酵期2～3个月→促进了堆 肥化处理的高效率、大规模的工厂化的发展。
第六章
城市垃圾堆肥化技术
第一节 堆肥化技术的发展及应用前景 一、堆肥化 是指利用自然界中广泛存在的微生物，通过人 为的调节和控制，促进城市生活垃圾中可生物降解 的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。 堆肥化的产物称为堆肥。 通过堆肥化将城市生活垃圾中的有机物转变成 有机肥料或土壤调节剂，实现废弃物的资源化，且 这些堆肥的最终产物已经稳定化，对环境不会造成 危害。 欧洲堆肥化：是在有控制的条件下，微生物对固体 和半固体有机废物进行好氧的中温或高温分解，并 1 产生稳定腐殖质的过程。
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2、 好氧堆肥化过程 一般情况下，利用堆肥温度变化来作为堆肥过程的评价指标。 好氧堆肥化从废物堆积到腐熟的微生物生化过程比较复杂 ,可分为3个阶段 : (1) 中温阶段 , 亦称升温阶段或产热阶段 堆肥初期 , 堆肥基本呈中温 , 此阶段微生物以中温、需氧型为主 , 通 常是一些无芽抱细菌。其中最主要是细菌、真菌和放线菌。细菌特别适应水 溶性单糖类 , 放线菌和真菌对于分解纤维素和半纤维素物质具有特殊功能。 嗜温性微生物较为活跃 , 并利用堆肥中可溶性有机物旺盛繁殖。它们在 转换和利用化学能的过程中 , 有一部分变成热能 。 由于堆料有良好的保温作用 , 温度不断上升。 (2) 高温阶段 当堆肥温度升到 45℃ 以上时 , 即进入高温阶段。在这阶段 , 嗜温性 微生物受到抑制甚至死亡 , 嗜热性微生物逐渐代替了嗜温性微生物的活动 , 堆肥中残留的和新形成的可溶性有机物质继续分解转化 , 复杂的有机化合物 如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始被强烈分解。 50℃ 左右进行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌 ; 60℃ 时 , 真菌几乎完全停止活动 , 仅有嗜热性放线菌与细菌在活动 ; 温度升到 70℃ 以上时 , 对大多数嗜热性微生物已不适宜 , 微生物大量死 亡或进人休眠状态。
14
例 用一种成分为 C31H50 NO26 的堆肥物料进行实验室规模的好氧堆肥化试验。 试验结果 , 每100Okg 堆料在完成堆肥化后仅剩下20Okg, 测定产品成分为 C11H14 NO4试 求每 1000 kg 物料的理论需氧量。
解 :①堆肥物料 C31H50 NO26 的千摩尔质量为 852kg, 则参加该堆肥过程的有机物摩尔 数 =(1000/852)kmol=1.173 kmol; ②堆肥产品C11H14 NO4的千摩尔质量为 224 kg, 可算出每摩尔堆肥物料转化 成的堆肥终产品的摩尔数为 n=200/(1.173×224)=0.76； ③ 由己知条件 :a =31,b =50,c =1,d =26,w=11,x =14,y =1,z =4, 可以算出 r = 0.5[50-0.76 × 14-3(1-0.76 × 1)]=19.32
20世纪70年代初，堆肥化技术在工业发达国家的应用出现 低谷。 原因：工业化的高速发展将大量的有毒化学物质和高分子塑料 带入城市垃圾中，严重影响了堆肥产品的质量。 1.堆肥的有效肥料成分含量较低（N，P，K），无法与化肥竞争。 2.堆肥属于缓效性肥料，需使用相当长的时间才见效。其主要 作用在于保持地力和提高农产品的质量，在提高产量方面则不 如化肥明显。 3.即使精细分选肥料颗粒，仍有一定数量的碎玻璃、金属、废 塑料等杂质存在，会造成田间操作的困难。 4.若施用发酵不完全的未腐熟堆肥，残余的有机物在土壤中分 解会造成植物根部缺氧，而导致减产或更严重的危害。 5.堆肥化对城市垃圾的减量化效果不高，处理后产物体积仍较 大，需要较大的堆存场地和较高的运输费用。 6.堆肥化产品施用时工作量大，有明显的臭味，与现代化农业 的需要有一定的距离。 4
二、堆肥的作用和特点（有机肥料和土壤调节剂）
1.改善土壤的物理性能 增加土壤中腐殖质的含量，有利于土壤形成团粒结构，使土质松软， 空隙度增加，从而提高土壤的保水性和透气性，并有利于植物根系的 发育和养分的吸收。 2.肥料的养分比较全面 堆肥的成分具有多样化，其中含有多种植物生长所必需的微量元素， 有利于满足植物生长对不同养分的需要。 3.肥效期较长 堆肥属缓效性肥料，堆肥养分的释放缓慢、持久，故肥效期较长， 有利于满足农作物长时间内对养分的需求，不会出现施用化肥那样短 暂有效或施肥过头的情况。 4.微生物的作用强 堆肥中含有大量有益微生物，是一种“生物肥料”。施用堆肥可增加 土壤中微生物的数量，通过微生物的活动改善土壤的结构和性能，微 生物分泌的各种有效成分还可直接或间接地被植物吸收而起到有益的 作用。 2 5.与化肥相比，堆肥的肥效较低，且体积大，运输和施用不方便。
CaHbNcOd+0.5(nz+2s+r-d)02 → nCwHxNyOz+sC02+rH20+(c-ny)NH3
若有机物完全分解，则反应式表示为：
CaHbOcNd+0.25(4a+b-2c-3d)02 → aC02+0.5（b-3d）H20 + dNH3
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例题：求理论需氧量计算
假设有机物的有机组分为C60H
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在高温堆肥后期，主发酵排出废气的温度较高，会从堆肥中带走 大量水分，从而使物料干化，故还需考虑通风与干化之间的关系。 通风量主要取决于堆肥原料中有机物含量、有机物中可降解成分的比 例、可降解系数等。可用下列化学计量式推算出理论上氧化分解需要 的氧气量 , 然后再折算成理论空气量。 CaHbNcOd+0.5(nz+2s+r-d)02 → nCwHxNyOz+sC02+rH20+(c-ny)NH3 式中 ：r=0.5[b-nx-3（c-ny）]; s =a-nw 为降解效率 ， CaHbNcOd和 CwHxNyOz 分别代表堆肥原料和堆肥产物的成分。
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第三节 影响好氧堆肥化的主要因素 影响堆肥化过程的因素很多 , 这些因素主要包括通风供氧 量、有机物含量、碳氮比、含水率、物料粒径、温度、pH 值和 腐熟度等。
(1) 通风供氧 通风供氧是好氧堆肥化生产的基本条件之一。 通风的目的是为好氧微生物提供生命活动所必需的氧。 通风量的多少与微生物活动的强烈程度和有机物的分解速 度及堆肥物粒径密切相关。 堆肥时必须保证充分供氧。为了解决供氧问题 , 必须适时 适量地通风 ,一般堆肥堆体中的氧气浓度低于10%, 好氧微生物 的分解消化过程就会停止。因此 , 需要通过翻堆或通风供氧措 施来保证堆体好氧状态。在机械堆肥生产系统里 , 要求有50% 的氧渗入到堆料各部分 , 以满足微生物氧化分解有机物的需要
第二节 堆肥化基本原理及过程
根据生物处理过程中起作用的微生物对氧气要求不同，固体 废物堆肥分为：
好氧堆肥化：指在有氧存在的条件下，好氧微生物对废物中的 有机物进行分解转化的过程，最终产物主要是CO2、H2O、热量 和腐殖质。
厌氧堆肥化：在无氧存在的条件下，厌氧微生物对废物中的有 机物进行分解转化的过程，最终产物主要是CO2、CH4、热量和 腐殖质。
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O
37.8N，给出下列条件参数：
1）城市生活垃圾的有机组分的含水率为25%； 2） 城市生活垃圾中挥发性固体占总固体的93%； 3）可生物降解的挥发性固体占挥发性固体的60%； 4）可生物降解的挥发性固体的有效转化率为95%； 5）堆肥时间为5天； 6）5天的需氧量分别为20%，35%，25%，15%和5%；
0.3976 x
则需氧量x = 2045.6×0.3976/1433.1=0.5675吨 ④所需空气量（吨）： 0.5675/23%=2.468吨 ⑤实际需空气量（m3）：（2.468吨/1.2×10-3）×2.5=5140.7m3/1吨垃圾 ⑥5天 第一天 第二天 第三天 第四天 第五天 5140.7×20% 5140.7×35% 5140.7×25% 5140.7×15% 5140.7×5% =1028.1 =1799.2 =1285.2 =771.1 =257.0 m3 /吨垃圾 m3 /吨垃圾 m3 /吨垃圾 m3 /吨垃圾 m3 /吨垃圾
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二、厌氧堆肥基本原理 厌氧堆肥是在无氧条件下 , 借厌氧微生物（主要是厌氧菌）的作 用进行的 ,当有机物厌氧分解时 , 主要经历了两个阶段 : 酸性发酵阶段和碱性发酵阶段。
分解初期 , 微生物活动中的分解产物 是有机酸、醇、二氧化碳、氨、硫化 氢、磷化氢等。在这一阶段 , 有机酸 大量积累 ,pH 值逐渐下降 , 另一群 统称为甲烷细菌的微生物开始分解有 机酸和醇 , 产物主要是甲烷和二氧化 碳。 随着甲烷细菌的繁殖 , 有机酸 迅速分解 ,pH值迅速上升 , 这一阶段 的分解叫碱性发酵阶段。以纤维素为 例 , 堆肥的厌氧分解反应为 :
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与细菌的生长繁殖规律一样 , 可将微生物在高温阶段生长过程细分为 3 个时期 , 即对数生长期 , 减速生长期和内源呼吸期。在高温阶段微生物活 性经历了 3 个时期变化后 , 堆积层内开始发生与有机物分解相对应的另一 过程 , 即腐殖质的形成过程 , 堆肥物质逐步进入稳定化状态。
(3) 腐熟阶段 在内源呼吸后期 , 只剩下部分 较难分解及难分解的有机物和新 形成的腐殖质 , 此时微生物活 性下降 , 发热量减少 , 温度下 降。在此阶段嗜温微生物又占优 势 , 对残余较难分解的有机物 作进一步分解 , 腐殖质不断增 多且稳定化 , 此时堆肥即进入 腐熟阶段。降温后 , 需氧量大 大减少 , 含水量也降低 , 堆肥 物孔隙增大 , 氧扩散能力增强 , 此时只须自然通风。
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一、好氧堆肥原理及过程 1.好氧堆肥原理 是在有氧存在的条件下，借好氧微生物的作用来进行的。在堆肥过程中， 生活垃圾中的溶解性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微生物所吸 收，固体的和胶体的有机物先吸附着在微生物体外，由生物所分泌的胞外酶 分解为溶解性物质，再渗入细胞。微生物通过自身的生命活动——氧化、还 原、合成等过程，把一部分被吸收的有机物质氧化成简单的无机物、并放出 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，同时，微生物逐渐生长繁殖，产生更多的生长体， 具体表示如下： 设：有机物表示为：CaHbNcOd，堆肥产品用CwHxNyOz，堆肥化反应式表示为：
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现状： 应用前景：体现城市垃圾堆肥处理的社会效益 1.是对城市垃圾进行消纳。 城市垃圾→有机肥料→还原大自然→资源化最理想的体现 城市垃圾成分复杂→复杂分选、破碎等→理想的肥料→费用高 2.作为肥料或土壤改良剂的作用。 有毒、有害的化学物质→ 带来土壤的污染和对农作物的危害。 3.肥效期较长 堆肥属缓效性肥料，堆肥养分的释放缓慢、持久，故肥效期较长， 有利于满足农作物长时间内对养分的需求，不会出现施用化肥那样短 暂有效或施肥过头的情况。 4.微生物的作用强 堆肥中含有大量有益微生物，是一种“生物肥料”。施用堆肥可增加 土壤中微生物的数量，通过微生物的活动改善土壤的结构和性能，微 生物分泌的各种有效成分还可直接或间接地被植物吸收而起到有益的 作用。 5 5.与化肥相比，堆肥的肥效较低，且体积大，运输和施用不方便。
7）堆肥过程中产生的氨气全散至大气中；
8）空气含氧量23%，空气质量为1.2kg/m3； 9）实际需空气量是理论的2.5倍。
试计算每吨垃圾好氧堆肥每天实际需要的空气量。
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解： ①1吨生活垃圾中可生物降解的挥发性固体量： BVS=1×75%×93%×60%=0.4185吨 ②实际有效转化的挥发性固体量： 0.4185×95%=0.3976吨 ③C60H94.3O37.8N分子量=60×12＋94.3＋16×37.8＋14=1433.1 按完全氧化：设需氧量为x，根据生物化学反应式： C60H94.3O37.8N O2 1433.1 （4×60＋94.3－2×37.8-3）×16×2/4=2045.6
三、堆肥化技术的发展 1925年，印多尔法：将落叶、垃圾、动物及人 的粪尿→堆成1.5米的土堆→隔数月翻堆1～2次→ 约6个月的厌氧发酵后→有机废弃物转变成肥料。 贝盖洛尔法：增加翻堆次数，促进好氧发酵效 率的提高。 1933年，达诺法：利用回转窑发酵仓进行好氧 发酵。 巴登巴登法：去除不能堆肥的无机物→与消化 污泥一起露天堆置4～6个月→再分选、破碎。 1940年，厄普· 托马斯法：采用多段竖炉发酵仓 →接种特种细菌→缩短发酵期2～3个月→促进了堆 肥化处理的高效率、大规模的工厂化的发展。
第六章
城市垃圾堆肥化技术
第一节 堆肥化技术的发展及应用前景 一、堆肥化 是指利用自然界中广泛存在的微生物，通过人 为的调节和控制，促进城市生活垃圾中可生物降解 的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。 堆肥化的产物称为堆肥。 通过堆肥化将城市生活垃圾中的有机物转变成 有机肥料或土壤调节剂，实现废弃物的资源化，且 这些堆肥的最终产物已经稳定化，对环境不会造成 危害。 欧洲堆肥化：是在有控制的条件下，微生物对固体 和半固体有机废物进行好氧的中温或高温分解，并 1 产生稳定腐殖质的过程。
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2、 好氧堆肥化过程 一般情况下，利用堆肥温度变化来作为堆肥过程的评价指标。 好氧堆肥化从废物堆积到腐熟的微生物生化过程比较复杂 ,可分为3个阶段 : (1) 中温阶段 , 亦称升温阶段或产热阶段 堆肥初期 , 堆肥基本呈中温 , 此阶段微生物以中温、需氧型为主 , 通 常是一些无芽抱细菌。其中最主要是细菌、真菌和放线菌。细菌特别适应水 溶性单糖类 , 放线菌和真菌对于分解纤维素和半纤维素物质具有特殊功能。 嗜温性微生物较为活跃 , 并利用堆肥中可溶性有机物旺盛繁殖。它们在 转换和利用化学能的过程中 , 有一部分变成热能 。 由于堆料有良好的保温作用 , 温度不断上升。 (2) 高温阶段 当堆肥温度升到 45℃ 以上时 , 即进入高温阶段。在这阶段 , 嗜温性 微生物受到抑制甚至死亡 , 嗜热性微生物逐渐代替了嗜温性微生物的活动 , 堆肥中残留的和新形成的可溶性有机物质继续分解转化 , 复杂的有机化合物 如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始被强烈分解。 50℃ 左右进行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌 ; 60℃ 时 , 真菌几乎完全停止活动 , 仅有嗜热性放线菌与细菌在活动 ; 温度升到 70℃ 以上时 , 对大多数嗜热性微生物已不适宜 , 微生物大量死 亡或进人休眠状态。
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例 用一种成分为 C31H50 NO26 的堆肥物料进行实验室规模的好氧堆肥化试验。 试验结果 , 每100Okg 堆料在完成堆肥化后仅剩下20Okg, 测定产品成分为 C11H14 NO4试 求每 1000 kg 物料的理论需氧量。
解 :①堆肥物料 C31H50 NO26 的千摩尔质量为 852kg, 则参加该堆肥过程的有机物摩尔 数 =(1000/852)kmol=1.173 kmol; ②堆肥产品C11H14 NO4的千摩尔质量为 224 kg, 可算出每摩尔堆肥物料转化 成的堆肥终产品的摩尔数为 n=200/(1.173×224)=0.76； ③ 由己知条件 :a =31,b =50,c =1,d =26,w=11,x =14,y =1,z =4, 可以算出 r = 0.5[50-0.76 × 14-3(1-0.76 × 1)]=19.32