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。

1.2通气量

供气是好氧堆肥成功的重要因素之一。供气的作用主要有三个方面。(1)为堆体内的微生物提供氧气。如果堆体内的氧气含量不足，微生物处于厌氧状态，使降解速度减缓，产生h2s等臭气，同时使堆体温度下降。(2)调节温度。堆肥需要微生物反应而产生的高温，但是，对于快速堆肥来讲，必须避免长时间的高温，温度控制的问题就要靠强制通风来解决。(3)散除水分。污泥堆肥的一个目的是降低其水分含量。在堆肥的前期，通气主要是提供微生物o2以降解有机物，在堆肥的后期，则应加大通气量，以冷却堆肥及带走水分，达到堆肥体积、重量减少的目的。

通气可以采取鼓风或抽气方式，两种方式各有利弊：抽气的优势在于可将堆体中的废气在排入大气前统一进行处理，减少二次污染；鼓风的优势是利于水分及热量散失。最好的办法是在堆肥的前期采用抽气方式以处理产生的臭气，在堆肥后期采用鼓风方式以利于减少水分。

1.3有机质含量

有机物是微生物赖以生存和繁殖的重要因素。堆肥反应的特性是它需要一个合适的有机物范围。大量的研究工作表明，在高温好氧堆肥中，适合堆肥的有机物含量范围为20%~80%。当有机物含量低于20%时，堆肥过程产生的热量不足以提高堆层的温度而达到堆肥的无害化，也不利于堆体中高温分解微生物的繁殖，无法提高堆体中微生物的活性，最后导致堆肥工艺的失败。当堆体有机物含量高于80%时，由于高含量的有机物在堆肥过程中对氧气的需求很大，而实际供气量难以达到要求，往往使堆体中达不到好氧状态而产生恶臭，也不能使好氧堆肥顺利进行。有研究者曾用城市垃圾和污泥混合堆肥，这样既可以利用垃圾提高堆体中的孔隙率，又可以利用污泥提高堆体中的有机质含量，同时为垃圾和污泥___现代城市的两大问题找到出路。

2.4c/n比

c/n比是堆肥原料与填充料混合物的c/n比。微生物生长需要碳源，蛋白质合成需要氮源，微生物合成一份蛋白质大约需要30份碳，对于堆肥来讲，c/n比为30看起来是理想的。

c/n比低、特别是当ph值和温度高时，使废弃物中的氮以nh3的形成挥发损失，散发出臭味。用c/n比低的原料(15.7∶1)进行堆肥实验，结果是微生物对

有机物的生物氧化过程中显示了严重的氮素损失。但是，当c/n比高于35时，微生物必须经过多次生命循环，氧化掉过量的碳，直到达到一个合适的c/n比供其进行新陈代谢，因而c/n比高会降低降解速度。

1.5ph值

在堆肥过程中，ph值是一个重要的因素。一般来讲，ph值在3~12之间都可以进行堆肥。但是有研究发现，在堆肥初期堆体的ph值降低，低的ph值有时会严重地抑制堆肥反应的进行。在堆腐垃圾时，ph值控制在8左右可以显著提高堆肥初期的反应速度，可以极大地缩短堆肥达到高温所要求的时间，可以避免由于堆肥反应延缓所造成的臭味问题，但当ph值控制在5时，葡萄糖和蛋白质的降解停止。污泥堆肥的ph值范围一般应在6~9之间最为合适。

1.6温度

温度是堆肥系统微生物活动的反映，是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素。堆肥中微生物分解有机物而释放出热量，这些热量使堆肥温度上升。堆肥初期，堆层基本呈中温，嗜温菌较为活跃，大量繁殖。它们在利用有机物的过程中，有一部分转化成热量，堆层温度不断上升，1~2天后可以达到50~60℃。在这个温度下，嗜温菌生长受到抑制，大量死亡，而嗜热菌的繁殖进入激发状态（见表1）。嗜热菌的大量繁殖和温度的明显提高，使堆肥发酵直接由中温进入高温，并在高温度范围内稳定一段时间。正是在这一温度范围内，堆肥中的寄生虫和病原菌被杀死。

表1堆肥温度与微生物生长关系

渠道式垃圾好氧堆肥就是将垃圾在混凝土渠道中进行好氧发酵，通过翻推机的翻推和最终垃圾熟化，从而产生废料的过程。

去除粗大物，回收有用物质

去除粒径大的垃圾，进行填埋处理

通风处理防止臭气

找出大于40mm 的物料填埋或焚烧

大于20mm 小于40mm 的物料

城市垃圾的收集 垃圾搅拌混合，固定双螺旋垂直搅拌器； 磁选，手选 复式振动格栅 一次发酵（调节水分，碳氮比，碳磷比等）

磁选

双层滚筒筛

锤式破碎 二次发酵 腐熟堆肥

粪池