有机固体废物的堆肥化处理

2018/11/27
• 4）温度—50~60℃时最适合嗜热菌生长繁殖，此时反应速度快，还 可以杀灭病原菌、寄生虫和虫卵等。 • 5）pH—一般认为pH在7.5~8.5之间可获得最大的堆肥效率。在好氧 堆肥初期，pH可下降到5~6，发酵完成时可达8.5~9.0，最终产品达 到7.0~8.0。 • 6）碳氮比—微生物分解有机物的速度随碳氮比的变化而变化。堆肥 原料中碳氮比以30为宜。 • 7）碳磷比—一般堆肥化的碳磷比宜调节在75~150。 • 8）颗粒度—颗粒的粒径不能太小，宜保持一定程度的空隙率和透气 性，粒径一般以12~60mm为宜。
•
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3 好氧堆肥化
有机物好氧堆肥分解 结构图 合成 同化作用
细胞物质 （微生物繁 殖）
堆肥有机物 （含C、N、 O、H、P、S）
氧化 异化作用
CO2、H2O、 NH3、PO43-、 SO42-
＋
能量
排入环境
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释放、转化为热量
好氧堆肥化的类型
• 1 条垛式堆肥化
目录
1 有机固体废物的分类
• 有机固体废物按来源 分类，可分为： • 1）农业有机固体废物 • 2）城市有机固体废物 • 3）工业有机固体废物
农业有机固 城市有机 固体废物 体废物 工业有机固体废物
人畜粪便 餐厨垃圾 农作物种植 畜牧业 石油化石工业
污水处理 厂污泥
轻工业 垃圾 工
农副产品加 市政一般
物料调节（水分、C/N）
• 2 好氧动态堆肥化工艺
•
堆肥的腐熟度指： 当城市生活垃圾中有机质含量较高，有机质消耗便会产生大量水分， 堆肥产品达到稳定化、 从而影响通风效率，因此必须采用动态堆肥工艺，动态堆肥工艺又分 无害化，不对环境 为： 产生不良影响
• 1）间歇式好氧动态堆肥—将原料一批一批进行发酵，一批原料堆积 后不再添加新料，待堆肥腐熟后运出 • 2）连续式好氧动态堆肥—采用连续进料和连续出料的方式进行发酵。 物料一直处于连续翻动的状态，时物料混合更加均匀，水分更易蒸发。
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• 2 类脂化合物的分解代谢
类脂化合物一般包括脂肪、磷脂、游离脂肪酸、油脂等，在厌氧堆肥 料中含量较少，这类化合物的水解产物主要是脂肪酸和甘油，然后生 丙酮。在产甲烷菌的作用下被分解为乙酸，最终分解为甲烷和CO2。
• 3 蛋白质类化合物的分解代谢
蛋白质类化合物首先水解为多肽和氨基酸，其中一部分氨基酸继续水 为胺、苯酚、硫化氢和氮；另一部分分解为有机酸、醇和其他化合物 最后生成甲烷和CO2。
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堆肥的作用及要求பைடு நூலகம்
• • • • • 堆肥的作用： 1）改善土壤物理性能 2）增加土壤中的腐殖质 3）保持土壤养分 4）缓效性肥料 • 堆肥的质量要求：
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堆肥化的分类
• • 根据堆肥化过程中微生物对氧气的要求不同，可分为： 好氧堆肥—在通风条件下，通过好氧菌自身的生命活动对废物的进行吸收、 氧化和分解的过程； 厌氧堆肥—在缺氧条件下利用厌氧微生物进行发酵分解的过程。
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影响好氧堆肥的因素
• 1）通风供养—好氧堆肥化生产的基本条件之一。一般认为，氧浓度 低于5%就会限制好氧微生物的生长。另外通风条件下可以带走产生 的CO2、水蒸气和热量。 • 2）含水率—微生物的生长和对氧的要求会在含水率为50%~60%时 达到峰值，过高的水分会大大减少空气含量，造成厌氧状态，而水分 低于12%时微生物的繁殖就会停止。 • 3）有机质和营养物的含量—堆肥原料中适宜的有机质含量为 20%~80%，堆肥化过程中，微生物大量生长繁殖所需的大量营养物 主要有碳、磷、钾等。
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有机固体废物的危害
• • • • • 侵占土地，污染土壤 污染水体 污染大气 影响人类健康 影响市容和生活环境
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2 堆肥化概述
• 堆肥化 — 依靠自然界中的细菌、放线菌、真菌等微生物，人为可控 地促进可生物降解的固体有机物定向稳定的腐殖质转化的生物化学过 程。 • 关键： • 1）原料：可降解有机废物； • 2）人工控制，不同于自然腐烂； • 3）实质：生化过程； • 4）产物对环境无害。
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厌氧堆肥化过程中有机物的分解代谢
• 1 碳水化合物的分解代谢
一般的碳水化合物包括纤维素、半纤维素、木质素、糖类和淀粉等。 厌氧堆肥化分解的碳水化合物中纤维素的含量最多。 1）纤维素的分解代谢 （C6H10O5）（纤维素）＋nH2O → nC6H12O6（葡萄糖） 2）糖类的分解代谢 C6H1206→3CH4＋3CO2
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典型好氧堆肥化工艺
• 1 好氧静态堆肥化工艺
可回收物 非堆肥物 原料 预处理 进仓原料 发酵设施 蓄水池 堆肥要经过中温-高温-中温的过程，其中由高温向中温转变过程中时间较长，一 次发酵周期可达30d以上，而采用二次发酵工艺可在一次发酵产物储料时使之迅 速降温，使整个发酵周期缩短 1/3以上，因此，二次发酵工艺又称快速高温堆肥化。 2018/11/27 次级发 酵设施 后处理 通风 可回收物 杂物 堆肥制品
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4 厌氧堆肥化
发酵性细菌 产氢产乙酸菌 产甲烷细菌
有机质（碳 水化合物、 蛋白质、脂 肪）
糖类、氨基酸、 脂肪酸、甘油
挥发酚、醇 类、中性化 合物、H2、 CO2等
CH4、H2、 N2、CO2、 CO、H2S等
液化阶段
产酸阶段
产甲烷阶段
厌氧堆肥化是指，在无氧条件下，利用厌氧微生物将可降解有机物分 解为稳定的无毒无害物质，并同时获得沼气的处理方法。
在露天或棚架下，将堆肥物料以长条状或条堆堆放，进行好氧发酵。 此过程需要定期翻动。
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• 2 好氧静态堆肥化
即在条垛式系统中加上通风系统，以此来优化条垛式系统产生恶臭和大量病 原体的问题。
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• 3 发酵仓堆肥化
将堆肥物料密闭在发酵装置内，控制通风和水分，使物料进行生物降 解和转化。其特点是机械化和自动化强度高。
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影响厌氧堆肥化的因素
• 1 厌氧环境—厌氧堆肥化最显著的特点是有机物在无氧条件下被被微 生物分解，最终转化成甲烷和CO2。这一过程中产酸菌大多是厌氧菌， 而产甲烷菌时严格厌氧菌，因此，厌氧堆肥必须保证厌氧环境。 • 2 温度—在一定温度范围内，温度越高微生物的活性越高，但温差过 大也会导致沼气产量下降 • 3 pH—厌氧发酵微生物一般在pH环境中，并且细胞具有自我调节的 能力，因此在正常发酵中，并不需要调节pH • 4 搅拌—如果厌氧堆肥原料分布不均匀，会出现局部酸积累的现象， 因袭需要搅拌装置进行充分搅拌，提高产气量