第六章 有机固体废物堆肥与厌氧发酵

二、堆肥原理及影响因素
3）腐熟阶段（降温阶段）
内源呼吸后期，较难分解有机物。 微生物活性下降，发热量减少，温度下降，嗜温
性微生物又占优 腐殖质不断增多且稳定化，堆肥进入腐熟阶段，
需氧量大大减少，含水率也降低。
二、堆肥原理及影响因素
4.影响好氧堆肥的主要因素 对于高温二次发酵堆肥工艺来说，通风供氧、
二、堆肥原理及影响因素
使用堆肥的注意事项
堆肥内富含微生物，最好用于土壤表面。 新鲜堆肥适用于底肥。粗堆肥最好用于粘质、淤泥和
板结的土壤，细堆肥用于干燥、疏散及多沙的土壤。 城市垃圾堆肥一般含氮量低，最好和氮肥联合使用，
以免出现土壤的“氮饥饿”现象。 不宜装在密封袋中搬运和保存。
二、堆肥原理及影响因素
泔脚等食 品废物
城市垃圾
农林废物
禽畜粪便
适合堆肥和厌氧发酵的 有机废物
提高有机物含量、 调整物料粒度
预处理方法： 破碎、混合、分选
预处理四大目的
调整水分和C/N比
二、堆肥原理及影响因素
1.堆肥化定义、作用 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。
度和透气性 适宜水分45%～60% 太低时，可配以粪水或污泥调节
二、堆肥原理及影响因素
3）温度
是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因 素
一般认为最佳温度在50～60℃之间 考虑杀灭病菌和虫卵，温度大于55℃并保持
几天
二、堆肥原理及影响因素
4）其它影响因素 有机质含量 温度和供氧 20％～80％ 粒度 表面积大小和供氧 适宜12～60mm C/N比 （4～30）:1 C/P比 （75～150）:1 pH 7.5～8.5
（C、H、O 、N、P、S） 氧气
分解
异化作用
细胞物质 （微生物繁殖）
CO2,H2O,NH3 ＋ ,PO43-, SO42-
能量
排入环境 释放、转化为热
有机物的好氧堆肥分解
二、堆肥原理及影响因素
1）有机物氧化
不含氮有机物：
Cx
H
yOz
(
1
y 2
z 2
)O2
xCO2
y 2
H2O
能量
含氮有机物
堆肥
，类似于腐殖质土壤，故也称为“腐殖土”。 是一种具有一定肥效的土壤改良剂和调节剂。
二、堆肥原理及影响因素
堆肥Fra Baidu bibliotek作用
使土质松软，多孔隙，易耕作，增加保水性、透气性 及渗水性，改善土壤的物理性能。
阳离子交换容量大，N、K、NH4+以阳离子形式存在 腐殖质中某种成分有鳌合作用，降低重金属的危害 蛋白质氮的形式，缓效肥料 增加土壤中微生物，是昼夜有效的废料 是CO2的供给源
3）细胞质的氧化 C5H7NO2+5O2→5CO2+2H2O+NH3+能量
3.好氧堆肥的过程 中温阶段 高温阶段 腐熟阶段
二、堆肥原理及影响因素
二、堆肥原理及影响因素
1）中温阶段 初期，堆层呈中温（15～45℃），嗜温性微生
物活跃，温度不断上升。 嗜温性微生物包括：
– 细菌：以水溶性糖类为食 – 真菌和放线菌：可分解纤维素和半纤维素物质
死亡情况 46℃以上不生长；55~60℃，30分钟内死亡 56℃，1小时内死亡；60℃，15~20分钟死亡
55℃，1小时内死亡
大肠杆菌
55℃，1小时内死亡；60℃，15~20分钟内死亡
阿米巴属 无钩涤虫 美洲钩虫 流产布鲁士菌 化脓性细球菌 酿浓链球菌 结核分枝杆菌 牛结核杆菌
68℃死亡 71℃，5分钟内死亡 45℃，50分钟内死亡 61℃，3分钟内死亡 50℃，10分钟内死亡 54℃，10分钟内死亡 66℃，15~20分钟内死亡，有时在67℃死亡 55℃，45分钟内死亡
堆料含水率、温度是最主要的发酵条件 有机质含量、粒度、C/N、C/P、pH也有影响
二、堆肥原理及影响因素
1）通风 目的：
– 微生物分解有机物 – 带走水气，干化物料
方式：自然通风、通风管通风、斗式装载机及 翻推机、风机强制通风。
二、堆肥原理及影响因素
2）含水率 水分是微生物生命活动的介质，影响物料孔隙
CsHtNuOv∙aH2O+bO2 →CwHxNyOz·cH2O+
dH2O(气)+eH2O(液)+fCO2+gNH3+热量
二、堆肥原理及影响因素
2）细胞质的合成
n( Cx H yOz
)
NH 3
(
nx
ny 4
nz 2
5x
)O2
C5 H7
NO2
(
nx
5
)CO2
ny 2
4
H2O
能量
细胞质
二、堆肥原理及影响因素
二、堆肥原理及影响因素
4.堆肥的腐熟度及其判定
（1）定义 指成品堆肥的稳定程度 工程上衡量堆肥反应完成的信号 农业上是堆肥质量的指标
二、堆肥原理及影响因素
（2）判定方法 直观经验法：茶褐色或黑褐色，无恶臭，质地
第六章 有机固体废物堆肥和 厌氧发酵
目录
一 概述 二 堆肥原理及影响因素 三 有机废物堆肥工艺 四 好氧堆肥设备 五 有机固体废物的厌氧发酵原理 六 厌氧发酵设备与工艺 七 沼气与沼渣的综合利用
一 、概述
堆肥和厌氧发酵 是常用的生物转换技术 是稳定化、无害化、资源化的重要方式
一 、概述
污泥
二、堆肥原理及影响因素
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。 堆肥化的产物称为堆肥（compost） 它是一种深褐色、质地疏松、有泥土气味的物质
二、堆肥原理及其影响因素
2）高温阶段 堆温升至45℃以上，嗜热微生物 可溶性有机物质继续分解，复杂有机物如半纤 维素、纤维素和蛋白质也开始被强烈分解。 温度升到70℃以上时，大多数嗜热性微生物已 不适应，死亡或进入休眠。
表6-1 几种常见病菌与寄生虫的死亡温度
名称 沙门氏伤寒菌
沙门氏菌属 志贺氏杆菌
根据堆制过程的需氧程度，可以把堆肥化分成： – 好氧堆肥：通常好氧堆肥堆温高，一般在55℃～
60℃，极限可达80～90℃，堆制周期短，所以也 称为高温快速堆肥
– 厌氧堆肥：通气条件差、氧气不足的条件下借助
厌氧微生物的发酵堆肥。周期长，3～12个月。
二、堆肥原理及影响因素
2.好氧堆废原理
合成
同化作用 有机物 微生物