有机固体废物堆肥化技术

、S）
氧气
合成 同化作用
分解 异化作用
细胞物质 （微生物繁殖）
CO ,H O,NH ,PO 3-
2 2, SO 2-3 4
＋
4
能量
排入环境
有机物的好氧堆肥分解
释放、转化为热
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
CsHtNuOv∙aH2O+bO2 →CwHxNyOz·cH2O+ dH2O(气)+eH2O(液)+fCO2+gNH3+热量
段，需氧量大大减少，含水率也降低
好氧堆肥分类
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
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
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
酵）、后发酵（二次发酵）、后处理、脱臭 及贮存等工序组成
1、前处理
以城市生活垃圾为堆肥原料时，前处理包括 破碎、分选、筛分等工序，除去杂物，调整 含水率，增大表面积
以家畜粪便、污泥等为堆肥原料时，前处理 包括调整水分和碳氮比，或者添加菌种和酶 制剂
2、主发酵（一次发酵）
在发酵仓内进行，通过翻堆搅拌或强制通风 供氧
使能位低的物质稳定下来
厌氧生物处理anaerobic
没有游离氧条件下 厌氧微生物 大部分能量以甲烷形式出现 少量有机物转化合成为新的细胞组成部分
堆肥化基本概念composting
堆肥化（Composting） 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
technique
堆肥原料raw materials for composting
禽畜粪便 秸秆 绿化废物 湿垃圾 餐厨垃圾 厌氧发酵残渣
微生物新陈代谢作用
物质分解及提供能量的代谢即分解代谢 消耗能量合成生物体的代谢即合成代谢 Metabolism role in the biodegradation
名称 沙门氏伤寒菌
沙门氏菌属 志贺氏杆菌
大肠杆菌 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
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 55℃，1小时内死亡；60℃，15~20分钟内死亡
（3~7d），杀灭病原微生物，防异味，成品 质量高等特点
3、按堆肥堆制方式 露天式堆肥：堆沤 装置式堆肥：机械化程度高，堆肥时间短，占地
面积小，环境条件好，堆肥质量可控可调
好氧堆肥工艺
传统采用厌氧露天堆积法，占地大，时间长 现代化的堆肥生产一般采用好氧堆肥工艺 堆肥基本工序包括前处理、主发酵（一次发
无害化卫生要求： ➢ 堆肥温度（静态堆肥工艺）：＞55℃持续5d
以上 ➢ 蛔虫卵死亡率：95％～100％ ➢ 粪大肠菌值：10-1～10-2
堆肥化原理
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
有机物
微生物
（C、H、O、N、P
of organic wastes
微生物的种类（好氧、厌氧、兼氧）
细菌
原核细胞类型
微生物
蓝绿藻 霉菌
真菌
酵母菌
真核细胞类型 藻类
原生生物
生物处理方法bio-treatment
好氧生物处理aerobic
有游离氧存在 好氧微生物为主使有机物降解、稳定 有机物为微生物的营养源，释放能量，转化为小分子量，
有机固体废物好氧堆肥化
Aerobic composting of organic wastes
概述Overview
微生物新陈代谢作用下，任何有机物都 可发生降解
一种生物转换技术 稳定化、无害化、资源化重要方式 Metabolism process A biological conversion measure Environmentally friendly treatment
一种具有一定肥效的土壤改良剂和调节剂
堆肥的产品质量及卫生要求
堆肥产品质量（以干基计）： ➢ 粒度 农用≤12mm，山林果园≤50mm ➢ 含水率 ≤35％ ➢ pH 6.5～8.5 ➢ 全氮（以N计） ≥0.5％ ➢ 全磷（以P2O5计） ≥0.3％ ➢ 全钾（以K2O计） ≥1.0％ ➢ 有机质（以C计） ≥10％ ➢ 重金属含量 Cd、Hg、Pb、Cr、As
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
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 几wenku.baidu.com常见病菌与寄生虫的死亡温度
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
堆肥化产物称为堆肥（compost）
一种深褐色、质地疏松、有泥土气味的物质， 类似于腐殖质土壤，故也称为“腐殖土”
细胞质合成
n( CxH
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
细胞质氧化
C5H7NO2+5O2→5CO2+2H2O+NH3+能量
好氧堆肥过程
中温阶段 高温阶段 腐熟阶段
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