(垃圾)堆肥

5.2 堆肥化的原理及影响因素与控 制
堆肥化原理 堆肥化过程 堆肥化过程的影响因素
5.2.1 堆肥化的原理
好氧堆肥的原理
◦ 好氧堆肥是在通气良好 、氧气充足的条件下借助 好氧微生物的生命活动降解有机物，通常好氧堆 肥堆温高，一般在55~60℃，极限温度可达 80~90℃，所以也称高温堆肥。
C xH y O z (x 1 2 y 1 2 z)O 2 xC 2 1 2 O y2 H O 能量
含氮有机物（CsHtNuOv·aH2O）的氧化
C s H tN u O v a 2 O H b 2 O C w H x N y O z c 2 O ( H 堆 ) ＋ d 2 O 肥 ( H 气 ) e 2 O ( H 水 ) ＋ fC 2 ＋ gO 3 ＋ NH 能量
5.3 堆肥工艺及设备
好氧堆肥基本工序 典型好氧堆肥工艺 好氧堆肥系统及装置
5.3.1 好氧堆肥基本工序
堆肥基本工艺
◦ 基本工序：前处理、主发酵(一次发酵)、后发酵 (二次发酵)、后处理及贮藏等
◦ 前处理：主要调整水分 、营养比、破碎、 分选、筛分等
1933年，丹麦的Dano法，标志着连续性机械化堆肥 工艺的开端。
元代《农书》：粪屋之中，凿为深池，筑以砖壁，勿使 渗漏，凡扫除之土，燃烧之灰，簸扬之糠秕，断蒿落叶， 积而焚之，沃以粪汁，积之即久，不觉甚多，凡欲播种， 筛去瓦石，取其细者，和匀种子，疏把撮之，待其苗长， 又撒以壅之，何患收成不倍厚也哉
◦ 降温熟化阶段 在微生物进入内源呼吸的 后期，即进入降温阶段，此阶段仅剩下部分 较难分解的有机物和新形成的腐殖质。微生 物活性下降，堆体温度下降。嗜温性微生物 占优势，对残余的难分解的有机质进一步进 行分解，腐殖质的量增加。氨氮组分氧化成 硝酸盐。
5.2.3 堆肥化过程的影响因素
有机质含量及营养比
欧洲国家的堆肥化定义：在有控制的条件下，微 生物对固体、半固体的有机废物进行好氧的中温 或高温分解，并产生稳定腐殖质的过程。
◦ 堆肥(compost)
利用微生物对有机垃
圾进行分解腐熟而形成的肥料
堆肥化的原料
◦ 城市生活垃圾 ◦ 污泥：主要是生活污水及部分工业废水的
水处理设施排放的污泥 ◦ 禽畜粪便 ◦ 泔脚和食品废物 ◦ 农林废物
✓细胞质的合成（包括有机物的氧化，并以NH3作氮源）
n(CxHyOz)N3 H (n xn4y n2z5x)O 2 C5H7N2O (细胞 ) 质 (n x5)C2O 1 2(n y4)H2O能量
细胞质的氧化
C 5 H 7 N 2 ( 细 O ) 5 O 胞 2 5 C 2 质 2 O H 2 O N 3 能 H 量
应小于8%
◦ 通风方法与控制
①自然通风供氧 ②向肥堆内插入通风管(主要用在人工土法堆肥
工艺) ③利用斗式装载机及各种专用翻推机横翻堆通风 ④用风机强制通风供氧。
含水率
➢适宜的含水率40~60%，与垃圾的物理组成有关
温度
温度控制与堆肥时间有关，一般控制在高温阶段 时的温度为55~60 ℃为宜，且＞55°C的时间不 少于3天，以保证能够杀灭绝大部分的病原菌
5.2.2 堆肥化过程
好氧堆肥过程
根据温度的变化，分为四个阶段
➢潜伏阶段（亦称驯化阶段） 生物适应新环境的过程。
指堆肥化开始时微
➢中温阶段 也称产热阶段，主要是指堆肥过程初期， 堆体基本处于15~45 ℃，这一阶段主要是分解一些易分 解的有机质，微生物以中温好氧菌为主，常见的有丝状 真菌、细菌
➢高温阶段 当堆体温度超过45 ℃时即进入高温阶段， 此阶段主要进行的是难降解的半纤维素、纤维素等的降 解，同时形成腐殖质。一般控制温度在45~80 ℃。细菌、 寄生虫等主要是在这个阶段被杀死
堆肥化垃圾处理技术的意义
◦ 可以实现垃圾处理的资源化，减少垃圾对 环境的污染
◦ 可以将固体废物中的有用组分回用自然循 环系统
◦ 可以将固体废物中的有机固体转换成有用 的物质和能源
堆肥化技术的发展历史
1920年，英国人A. Howard首先在印度提出了堆肥化技 术，1925年，Bangalore改进后，称为Bangalore法
pH值
适宜的pH值是中性偏碱性，一般认为pH值在 7.5~8.5时，可获得最大堆肥速率。
颗粒度
直接影响堆体的供氧量，适宜的颗粒度与物料性 质 有关，一般以15~75mm为宜。
微生物的多样性与优势菌群的数量
提高堆肥初期微生物的群体，增强微生物的降解 活性
缩短达到高温期的时间 拌种分解有机物质能力强的微生物
◦ 好氧堆肥原理
首先是垃圾中的可溶性物质透过微生物的细胞壁和细胞 膜被微生物直接吸收；
其次不溶的胶体有机质先被吸附在微生物体外，然后依 靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性物质，再渗入细胞。
有机物质主要通过分解代谢和合成代谢而被降解
◦ 垃圾堆肥分解过程可以表示如下：
有机物的氧化
不含氮有机物（CxHyOz）的氧化
固废污染控制工程
第5章固体废物的堆肥化处理技术
1
堆肥化的概念
2
堆肥化的原理及影响因素
3
来自百度文库
堆肥化工艺及设备
4
堆肥腐熟度及产品质量
5.1堆肥化的概念
堆肥化
◦ 堆肥化（composting) 在人工控制条件 下，利用自然界中广泛存在的微生物，有 控制地促进固体废物中可生物降解的有机 物向稳定的腐殖质转化的微生物学过程
◦ 有机质含量 适宜含量为20~70%，最佳含量在 40~60%
◦ C/N比 25~35：1 ◦ C/P比 75~150
5.2.3 堆肥化过程的影响因素
通风量
◦ 通风目的：1)供氧；2)调节温度；3)散除水分
✓ 适宜的通风量一般取0.6~1.8m3/(d·kg挥发性固体) ✓ 或堆肥过程中适宜的氧浓度为10～18%，最低不
➢总的氧化分解过程
C x H y N u O va2 O H b2 O C w H x N y O zc2 O H d2 O H ( g ) e2 O H ( l) g3 N fC H 2 能 O 量
✓纤维素降解为例
(C 6H 1O 26)n 纤 维 素 n酶 6 C H 1O 26(葡萄糖）