固体废物的生物处理技术好氧堆肥
实验报告好氧堆肥
固体废物处理处置工程实验表
堆肥有机物分解过稈图
(1)中温阶段(产热或起始阶段):堆制初期,15〜45 C,嗜温性微生物利用堆肥中可溶性有机物进行旺盛繁殖。
温度不断上升,此阶段以中温、需氧型微生物为主,一些无芽孢细菌,真菌和放线菌。
在目前的堆肥化设备中,此阶段一般在12小时以内。
(2)高温阶段:45 C以上,嗜热性微生物为主,复杂的有机物如半纤维素、纤维素和
蛋白质等开始被强烈分解。
50 C左右主要是嗜热性真菌和放线菌;
60 C时,几乎仅为嗜热性放线菌和细菌在活动;
70 C以上大多数嗜热性微生物不适应,大批死亡、休眠。
大多数微生物在 45〜65C范围内最活跃,所以最佳温度一般为55C,最易分解有
机物,病原菌和寄生虫大多数可被杀死。
微生物在高温阶段的生长过程细分为:对数生长期、减速生长期和内源呼吸期。
此后,堆积层内开始发生腐殖质的形成过程。
(3)腐熟阶段(降温阶段):在内源呼吸后期,只剩下部分较难分解的有机物和新形成的腐殖质,
此时微生物的活性下降,发热量减少,温度下降。
嗜温性微生物又占优
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好氧堆肥实验指导书
好氧堆肥实验装置实验说明书上海同广科教仪器有限公司2014年6月好氧堆肥实验一、实验目的有机固体废物的堆肥化技术是一种最常用的固体废物生物转换技术,是对固体废物进行稳定化,无害化处理的重要方式之一。
通过本实验,希望达到下述目的:1、加深对好氧堆肥化的了解;2、了解好氧堆肥化过程的各种影响因素和控制措施。
二、实验原理好氧堆肥化是在有氧条件下,依靠好氧微生物的作用来转化有机废物。
有机废物中的可溶性有机物质可透过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物直接吸收,不溶性的胶体有机物质则先吸附在微生物体外,依靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性物质,再渗入细胞。
微生物通过自身的生命活动进行分解代谢和合成代谢,把一部分被吸收的有机物质氧化成简单的无机物,并释放生物生长、活动所需要的能量;把另一部分有机物转化合成新的细胞物质,使微生物繁殖,产生更多的生物体。
三、实验装置与工艺流程图该装置主体为有机玻璃柱,可视性好,能直接观察不同层面垃圾的反应分解过程,且在不同高度设有垃圾取样口,对不同层面的垃圾取样分析。
该装置装卸料方便、反应速度快,被广泛应用于环境工程的固废处理实验中。
主体反应柱:Φ350 mm×800mm;取样口若干;卸料口;排液口;温度传感器1只、数显温度表1套、。
气泵1台、气体流量计1只金属电控制箱1只、漏电保护开关1套、按钮开关、电压表1只(0-250V)、连接管道及阀门不锈钢支架1套等组成。
实验装置由反应器主体、供气系统和渗滤液收集系统三部分组成,如图1所示。
1、反应器主体:实验的核心装置是一次发酵反应器,设计采用有机玻璃制成罐:内径350.mm,高1000mm,总容积70.L。
反应器侧面设有采样口,可定期采样。
反应器顶部设有气体收集管,用医用注射器作取样器,定时收集反应器内的气体样本。
此外,反应器上还配有测温装置等。
2、供气系统:、风机经过气体流量计定量后从反应器底部供气。
供气管为直径10mm的蛇皮管。
固体废物的好氧堆肥处理
环境学院:固体废物处理与处置
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2、好氧堆肥化过程
堆肥是一系列微生物活动的复杂过程,包含着堆肥 原料的矿质化和腐殖化过程。
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补充知识点三:矿质化和腐殖化
有机物生物降解会向两个方向转化:
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异化作用就是生物的分解代谢。是生物体将体 内的大分子转化为小分子并释放出能量的过程。 呼吸作用是异化作用中重要的过程。 简单说,异化作用就是把自己变成非己。 异化作用的实质是生物体内的大分子,包括蛋 白质、脂类和糖类被氧化并在氧化过程中放出 能量。 有氧的异化作用中,糖、脂类、蛋白质等变为 含羧基的化合物并进行了脱羧的酶促反应,生 成二氧化碳;而氢则由脱氢酶激活在线粒体内 经过呼吸链的传递将底物还原逐步释放能量, 自身被氧化生成水。
供氧量 含水率 温度和有机物含量 颗粒度 C/N比和C/P比 pH值
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3.1 供氧量
氧气是堆肥过程有机物降解和微生物生长所必需的 物质。保证较好的通风条件、提供充足的氧气是好 氧堆肥过程正常运行的基本保证。
环境学院:固体废物处理与处置
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1、好氧堆肥的基本原理
好氧微生物在与空气充分接触的条件下,使堆肥原料中 的有机物发生一系列放热分解反应,最终使有机物转化 为简单而稳定的腐殖质的过程。 在堆肥过程中,微生物通过同化和异化作用,把一部分 有机物氧化成简单的无机物,并释放出能量,把另一部 分有机物转化合成新的细胞物质,供微生物生长繁殖。
腐殖质在土壤中可以呈游离的腐殖酸和腐殖酸盐类状态存 在,也可以呈凝胶状与矿质粘粒紧密结合,成为重要的胶 体物质。
有机固体废物协同好氧堆肥实验报告
有机固体废物协同好氧堆肥实验报告1. 引言随着城市化进程的加快和人口的不断增长,废物处理成为环境保护和资源利用的重要问题。
有机固体废物是城市中产生的重要废物之一,包括食品残渣、厨余垃圾、农业废弃物等。
这些废物经过合理处理可以转化为有机肥料,以提供土壤养分和改善土壤质量。
协同好氧堆肥是一种将不同种类的有机废物进行混合处理的方法,可以提高堆肥过程的效率和产出有机肥料的质量。
本实验旨在研究有机固体废物协同好氧堆肥的过程和效果,并评估其在有机废物处理中的应用潜力。
本文将对实验设计、材料与方法、结果与讨论进行详细介绍。
2. 实验设计2.1 实验材料本实验使用的有机固体废物包括食品残渣、厨余垃圾和农业废弃物。
食品残渣包括剩余的蔬菜、水果皮等;厨余垃圾包括剩余的饭菜、剩菜剩饭等;农业废弃物包括稻草、麦秸等。
这些废物来源于实验室内的样品收集。
2.2 实验方法1.将收集的有机固体废物混合均匀,并进行初步处理,包括去除杂质和分解较大的固体块。
2.将处理后的废物放置在协同好氧堆肥器中,保持适当的湿度和通风条件。
3.定期翻堆和保持堆肥的湿度,以促进废物的分解。
4.在堆肥过程中进行温度、氧气含量和湿度的监测,以评估堆肥过程的进行情况。
5.当废物完全分解并转化为有机肥料后,停止堆肥过程。
2.3 实验组设置本实验设置三个实验组,分别为单一有机废物组(只使用食品残渣作为废物源)、混合废物组(使用食品残渣、厨余垃圾和农业废弃物混合作为废物源)和对照组(不使用有机废物)。
每个实验组设置三个重复样本进行分析。
3. 实验结果与讨论3.1 堆肥过程观察在实验过程中,我们观察到混合废物组的堆肥过程相较于单一有机废物组和对照组更快地进行,废物的分解速度更快。
这可能是由于混合废物组中的废物种类更多,提供了更多的养分和微生物环境,促进了废物的分解。
3.2 有机肥料质量评估对堆肥后的有机肥料进行质量评估,发现混合废物组产出的有机肥料中含有更多的养分,如氮、磷、钾等。
第五章-固体废物生物处理
例 固体废物好氧反应需氧量的计算。试计算氧化1000kg 有机固体废物的理论需氧量,已知:有机废物化学组成式 为C31H50NO26,反应后的残余物为200kg,残余有机物 的化学组成式为C11H14NO4,堆肥过程表示如下:
解:1、确定树叶和污泥的C、N量: 1kg树叶:干物质= 1*(1-50%)=0.5kg
N=0.5*0.7%=0.0035kg C=0.0035*50=0.175kg
1kg污泥:干物质=1*(1-75%)=0.25kg N=0.25*5.6%=0.014kg C=0.014*6.3=0.0882kg
2、堆肥的增产作用
增加土壤养分 提高农作物产量:10-30%
目前堆肥产品存在的问题
肥效低:混合收集;大量的街道清扫渣土;玻 璃;废电池;小石子,等等。
成本高:大量的前处理:人工分拣、磁选、破 碎、筛分、风力分选,等等;
第三节 固体废物的厌氧消化处理
1、厌氧消化定义
厌氧消化是指在厌氧状态下,利用厌氧微 生物,有控制地使废物中可生物降解的有 机物转化为CH4、CO2和稳定物质的生物化 学过程
好 氧 堆 肥 过 程
适应新 环境
嗜热性微生物、细菌;残留可溶性物质,纤 维素、半纤维素、蛋白质,温度↗45~70℃
嗜温性微生物、多为难分解物 质,温度↘
嗜温性细菌、酵母菌、放线菌分解最易分解的 可溶性物质,淀粉、糖类增多,温度↗45℃
三、堆肥化的影响因素及其控制
影
有机物含量
响
因 含水率
素
供氧量
含水率低于30%,分解速度缓慢,当水分低于 12%,微生物停止繁殖; 含水率超过65%,水会充满颗粒间空隙,使空气 含量减少,堆肥由好氧转向厌氧,温度急剧下降, 形成发臭的中间产物。
固体废物处理处置生物技术
01
高温阶段 堆肥温度上升到50℃以上时,即进 入堆肥过程的第二阶段一高温阶段。温 度上升到60℃时,真菌几乎完全停止活 动,温度上升到70℃以上时,对大多数 嗜热性微生物己不适宜,微生物大量死 亡或进入休眠状态,除一些孢子外,所 有的病原微生物都会在几小时内死亡, 其它种子也被破坏。
03
腐熟阶段 堆肥进入腐熟阶段,降温 后,需氧量大大减少,含水量 也降低,物料间隙率增大,氧 扩散能力强,此时只需自然通 风。
主发酵
主发酵可在露天或发酵装置内进行,通过翻堆或强制通风向堆积层或发酵装 置内的物料供给氧气。
发酵初期物质的分解是靠嗜温菌30-40℃为最适宜生长温度进行的,由于堆 温上升,最适宜温度为45-65℃的嗜热菌取代嗜温菌,堆温进入高温阶段。通常, 在严格控制通风量的情况下,将堆温升高至开始降低为止的阶段作为主发酵阶段。 对以生活垃圾为主体的城市垃圾和家畜粪便好氧堆肥而言,其主发酵期约为4- 12天。
分批式发酵设备
餐厨废弃物处理厂生化处理车间
厌氧发酵
在无氧条件下,厌氧微生物将有机废弃物(包括城市垃圾、人畜粪便、植 物秸秆、污水处理厂的剩余污泥等)进行厌氧发酵,制成有机肥料,使固体废弃 物无害化的过程。
厌氧堆肥的原理和废水厌氧消化原理相同。不同的是:废水厌氧消化 是液体发酵,厌氧堆肥是固体发酵,其发酵过程如下所示: 有机物质+厌氧菌+二氧化碳+水→甲烷+氨+脂肪酸+乙醛+硫醇+硫化氢
4. 好氧堆肥的优点
好氧堆肥分解有机物快,产热量大,堆肥升温快而能保持高温时间长,可有效 杀死致病微生物和虫卵。
腐熟速率快,腐熟程度高, 除臭效果好, 异臭物质如氨、硫化氢和硫醇在好氧条件下转化为无臭味的氧化
好氧堆肥处理中的微生物及其对堆肥的影响
接种微生物对堆肥的影响
对于加快堆肥进程、提高堆肥效率可通过两种方式:
一,通过改变堆肥底物的物理和化学特性,如水分、pH、C/N、物 料的透气性、堆肥的翻堆频率等,能够改变堆肥腐熟进程;
二,通过添加微生物菌剂加快堆肥进程,外源微生物的接入能够明 显的促进堆肥腐熟的功能,提高堆肥的效率。
接种微生物对纤维素的降解
(L一低温、M一中温、H一高温、B一细菌、 F一真菌、A一放线菌、C一纤维素分解菌)
接种微生物对堆肥的影响
种子发芽指数( GI) 是反映堆肥液对植物毒性的重要指标,也是判定堆肥腐熟度的重要指 标。当 GI 达到 50% 时堆肥基本腐熟,对植物基本没有毒性,当 GI 达到 80% 时对植物没 有毒性,可以认定堆肥已充分腐熟。 在堆肥过程中,微生物分解有机氮产生氨气,在高温阶段容易挥发,造成氮素损失。如 何控制氮素的损失,提高堆肥氮素养分含量是当前研究的关键问题。
曲霉菌
真菌对堆肥物料的分解和稳定起着重要的 作用。真菌不仅能分泌胞外酶,水解有机质, 而且由于其菌丝的机械穿插作用,还对物料 施加一定物理破坏作用,促进生物化学作用。 在堆肥过程中,真菌影响着堆肥反应的进 程,对于堆肥物料的分解霉菌 白腐菌 褐腐菌
好氧堆肥的微生物学过程
腐熟期 ◎内源呼吸期 ◎微生物活性下降 ◎堆体温度下降 ◎需氧量下降 最终堆肥稳定
从图中可以看出:堆肥的中温期和高温期的多样性指数均高于1.5,发酵前期微生物种类丰富, DGGE条带数也应证了这一点;而在降温期间微生物多样性指数相对下降,但是较为平稳的维持在1.5左 右,此时纤维素分解菌起到主要的左右,种类变化不大,说明堆肥后期以嗜温菌为主。
好氧堆肥与厌氧堆肥的比较
好氧堆肥
①发酵迅速,产品产生周期短,一般在 1-10 天内就可完成(含腐熟期)。 ②堆温较高可达55°C,能杀灭病菌虫卵等, 降低水分,减少浸出液生成量。 ③只要保持好氧状态,产生臭味少,不产生 易燃易爆气体,安全性较好。 ④占地面积小。⑤可堆肥物(易腐有机物) 分解比较彻底。 ①堆肥过程需要对氧浓度运行维持 ②运行费用相对稍高。
固体废物处理(中)
一、固体废物生物处理技术——堆肥化1.生物处理是以固体废物中的可降解有机物为对象,使之转化为稳定产物、能源和其他有用物质的一种处理技术。
2.固体废物生物处理的作用:稳定化和消毒杀菌;废物减量化;回收能源;回收物质。
3.堆肥化:依靠自然界广泛分布的微生物,有控制地促进可生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。
其产物称为堆肥、腐殖土。
4.堆肥化分类:按堆肥物料运动形式可分为:静态发酵法和动态发酵法;按堆制过程微生物需氧程度可分为:好氧法和厌氧法;按堆肥堆制方式可分为:野积式堆积法和装置式堆积法;按堆肥原料是否在一个发酵设施中完成生物降解的全过程可分为:一次性堆肥和二次性堆肥。
5.好氧堆肥化:是在有氧存在状态下,好氧微生物对废物中的有机物进行分解转化的过程;最终产物主要是CO2、H2O、热量和腐殖质。
好氧堆肥堆温高,一般在50~60 ℃。
具有发酵周期短,无害化程度高,易于操作等特点,被广泛采用。
也称为高温快速堆肥。
6.厌氧堆肥化:是在无氧存在状态下,利用厌氧微生物对废物中的有机物进行分解转化的过程;最终产物主要是CO2、CH4、热量和腐殖质。
堆制温度低,工艺简单,成品中氮素保留比较多,但堆制周期长,需3~12个月,异味浓烈,分解不充分。
7.我国所谓的简易堆肥化技术,就是建立在厌氧条件下的发酵分解过程。
8.堆肥中起重要作用的微生物是细菌和真菌。
9.堆肥化过程温度变化:四个阶段,每一阶段有其独特的微生物类群:潜伏阶段,中温阶段,高温阶段(微生物按其活性可为三个时期:对数生长期、减速生长期和内源呼吸期),熟化阶段。
10.堆肥化的影响因素:有机质含量(20%-80%)、粒度(25-75mm)、碳氮比(26-35:1)、含水率(50%-65%)、温度(35-55度)、通风、pH(6.5-8.5)、接种11.通风:提供氧气,通过供氧量的控制调节最适宜的温度,加大通风量取出水份;通风方式:自然扩散法,翻堆法,强制通风法,翻堆与强制通风相结合法,被动通气法。
课程思政典型案例(好氧堆肥)
南京工程学院“课程思政”建设课程典型案例展之《固体废物处理与处置》典型教学案例固体废物的好氧堆肥处理内容简介(一)学情分析▶1、教学对象分析:学生在前期对固废处理等方面的基础知识和科学道理已经有一定掌握,深入涉及垃圾焚烧物理处(如固化、稳定化)置和化学处置(如焚烧)的相关知识,相对而言这两部分偏向于“看得见摸得着”,其中的大部分阶段和环节学生都能直观感受到;但是固废“生物处理”部分涉及的内在反应大多属于研究性领域范畴,本科学生对于理解内在发生科学机制和影响因素需要花费一定的精力;本章节内容根据《固体废物处理与处置》中的“固体废物的生物处理”章节而设计,在该知识点充分融入了乡村振兴、垃圾分类、节能减排等知识、贴近生产生活。
值得注意的是,本校学生大多来自于农村、接触农业生产的频次较多,因此学生对于特定内容会有一定的知识储备,容易产生思考和共鸣;此外,与《水污染控制工程》中污水生物的相关内容类似,固废生物处理的本质还是微生物与有机物发生一系列复杂化学反应的过程,因此具有一定化学基础的学生会取得更好的教学效果,授课教师有必要进行一定程度的调查和科普工作。
▶2、授课知识点分析:(1)好氧堆肥是固废生物处理的重要方法,对于固废的减量化、无害化、资源化和稳定化非常重要:未经腐熟的生物有机肥携带大量的致病微生物和寄生性蛔虫卵,施入农田后会附着在作物上造成直接污染或进入土壤造成间接污染,有机肥未完全腐熟施用至田间后还会因继续发酵造成土壤温度升高,且易产生有害气体及物质累积,造成作物根部的伤害。
堆肥的最终目的是将有机组分为主的固体废物腐熟分解成为作物可利用状态的养分和腐殖物质,因此对好氧堆肥的原理和工艺流程进行深入学习是环境工程学生必须要进行开展的一项教学任务。
(2)针对固废的高效生物处理技术可以有效克服填埋和焚烧处理导致的占地面积大、处理效率低、处理费用昂贵、环境污染严重的问题,因此它是环境工程领域和环保工作者必须掌握的重要知识点。
厌氧发酵、好氧堆肥及其它生物处理方法
厌氧发酵、好氧堆肥及其它生物处理方法下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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厌氧发酵是一种利用微生物在缺氧条件下分解有机物质的生物处理方法。
有机固体废物堆肥化技术
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
、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
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 几种常见病菌与寄生虫的死亡温度
固体废物生物处理
堆肥中的微生物学
原核细胞类型
细菌 蓝绿藻
ห้องสมุดไป่ตู้
微生物 真核细胞类型
直菌 藻类
霉菌 酵母菌
原生动物
堆肥的微生物学过程
好氧堆肥的微生物学过程可大致分为如下三个阶段 ,每个阶段都有其独特的微生物类群:
1)、产热阶段:堆肥初期(通常在1-3天),肥堆 中嗜温性微生物利用可溶性和易降解性有机物作为营 养和能量来源,迅速增殖,并释放出热能,使肥堆温 度不断上升。此阶段温度在室温至45℃范围内,微生 物以中温、需氧型为主,通常是一些无芽胞细菌。
其发酵工艺流程见2-7
通常在堆置后每4-7天可翻堆一次,1个月后可停止翻堆,让其后 熟。 对于垃圾堆肥,堆肥前必须进行前处理,主要是对垃圾分选,去 除粗大的无机物,回收各种金属,玻璃,塑料等,提高物料中可 堆肥物质的比例。在前处理中有时需要对垃圾进行破碎处理,调 整垃圾的粒度,适宜的粒度范围是12~60mm。破碎与筛分可使原 料的表面积增大,便于微生物繁殖,提高发酵速度。垃圾堆肥通 常不需要加调理剂和蓬松剂,只有水分含量适宜,有机物含量达
3)、腐熟阶段:
➢在高温阶段末期,只剩下部分较难分解的有机物和新形成的腐 殖质,此时微生物活性下降,发热量减少,温度下降。此时嗜 温性微生物再占优势,对残留较难分解的有机物作进一步分解 ,腐殖质不断增多且趋于稳定化,此时堆肥进入腐熟阶段。
➢降温后,需氧量大量减少,肥堆空隙增大,氧扩散能力增强, 此时只需自然通风。在强制通风堆肥中常见的后熟处理,即是 将通气堆翻堆一次后,停止通气,让其腐熟。
废弃物经过堆肥处理后,结构蓬松,无臭,病原菌能被大 幅度灭活,体积减少,水分含量降低。另外,废弃物腐殖化程 度极大提高,农地利用不会出现烧苗,烧根的现象。而且能极 大改善土壤结构性能,提高土壤保水保肥能力,堆肥本身又富 有大量的微生物,因而施用堆肥可明显提高土壤的生物活性, 可有效加速土壤物质的生物化学循环。
有机固体废物协同好氧堆肥实验报告
有机固体废物协同好氧堆肥实验报告
一、实验目的
1. 了解有机固体废物的性质和分类;
2. 掌握好氧堆肥的基本理论及方法;
3. 探究不同比例有机固体废物协同好氧堆肥的效果。
二、实验原理
有机固体废物:是指含有机质较高的固体垃圾,如果皮、菜叶、餐厨废料等。
好氧堆肥:是利用氧气及其它适宜的环境因子(温度、湿度等)控制细菌在有机废物中进行分解而获得的热量,用于生产有机肥料的方法。
协同好氧堆肥:是指在好氧堆肥中,将两种或两种以上的有机固体废物混合在一起进行堆肥的方式。
三、实验方法
1. 准备不同比例有机固体废物:分别为餐厨废料、果皮、餐厨废料和果皮混合1:1 的混合物、菜叶、餐厨废料和菜叶混合1:1 的混合物。
2. 将以上各种有机固体废物放置在不同的塑料桶中,并加入适量水分和好氧菌剂。
3. 在堆肥的过程中,每天需要进行翻堆和通风,以促进废物的分解和产生热量。
4. 堆肥过程中需要控制温度和湿度,温度应该控制在50℃-60℃,湿度应该控制在50%-70%。
5. 堆肥过程中需要注意异味的排放,需要加入适量的生物酶以防止异味产生。
四、实验结果
经过30 天的协同好氧堆肥,我们对比了不同比例有机固体废物的堆肥效果,结果如下表所示:
经过分析,混合餐厨废料和果皮、混合餐厨废料和菜叶的比例为1:1时,堆肥效果最佳,成熟堆肥的产量最大。
五、实验结论
不同比例有机固体废物的堆肥效果存在差别。
工业固体废物堆肥工艺
工业固体废物堆肥工艺一、好氧堆肥的基本工艺传统的堆肥化技术采用厌氧的野外堆积法,使用这种方法占地面积大,时间长。
现代化的堆肥生产一般采用好氧堆肥工艺,它通常由前处理、主发酵(一次发酵)、后发酵(二次发酵)、后处理、脱臭及贮存等工序组成。
1.前处理在以家畜粪尿、污泥等为堆肥原料时,前处理的主要任务是调整水分和碳氮比,或者添加菌种和酶制剂。
但以生活垃圾为堆肥原料时,由于垃圾中含有大块的和非堆肥物质,因此有破碎和分选前处理工艺。
通过破碎和分选,去除非堆肥物质,调整垃圾的粒径。
一般来说,适宜的粒径范围是12~60mm,最佳粒径随固体废物物理特性的变化而变化。
降低水分、增加通透性、调整碳氮比的主要方法是添加有机调理剂和膨胀剂。
调理剂是指添加到堆肥化物料的有机物,借以减少单位体积的质量并增加与空气的接触面积,以利于好氧发酵,也可以增加物料中有机物量。
理想的调理剂是干燥的、较轻而易分解的物料。
常用的有木屑、稻壳、禾秆、树叶等。
膨胀剂是指有机的或无机的三维固体颗粒,当把它加入湿堆肥化物料中时,能有足够的尺寸保证物料与空气的充分接触,并能依靠颗粒间接触起到支撑作用。
普遍使用的膨胀剂是干木屑、花生壳、小块岩石等物质。
2.主发酵主发酵可在露天或发酵装置内进行,通过翻堆或强制通风向堆积层或发酵装置内供给氧气。
在露天堆肥或发酵装置内进行堆肥时,由于原料和土壤中存在微生物作用,开始发酵,首先是易分解的物质分解,产生二氧化碳和水,同时产生热量,使得堆肥温度上升。
微生物吸取有机物的碳氮营养成分,在细菌自身繁殖的同时,将细胞中吸收的物质分解成二氧化碳和水而产生热量。
发酵初期物质的分解是靠嗜温菌(生长繁殖最适宜温度为30~40℃)进行的。
随着堆肥温度的升高,嗜热菌(最适宜温度为45~65℃)取代了嗜温菌,能进行高效率的分解。
氧的供应情况与保温的良好情况对堆料的温度上升有很大影响。
通常将温度升高到开始降低为止的阶段,称为主发酵期,以城市生活垃圾为主体的城市固体废物好氧堆肥化的主发酵期为4~12d。
第五章 固体废物的生物处理
m C = 50 × 0.0035 = 0.175 kg
对于1kg 1kg的污泥 ②对于1kg的污泥 m水 = 1 × 0.75 = 0.75kg
m干物质 = 1 − 0.75 = 0.25kg
mC = 6.3 × 0.014 = 0.0882kg
堆肥化原理和影响因素( 二、堆肥化原理和影响因素(P127) 好氧微生物使堆肥原料中的有机 (一)原理 物转化为稳定的腐殖质过程。 物转化为稳定的腐殖质过程。 1、好氧堆肥原理 、好氧堆肥原理 合成 腐殖 细胞物质 + 物质 堆肥有机物
(含C、H、O、N 、 S 、P), P), 氧,微生物 (同化作用) 同化作用) (微生物繁殖) 微生物繁殖)
s = a − nw
y=1,z=4,可得 由a=31,b=50,c=1,d=26,w=11,x=14, y=1,z=4,可得
] r = 0.5[50 − 0.76 × 14 − 3 × 1 − 0.76 × 1)= 19.32 (
s = 31 − 0 .76 × 11 = 22 .64
4)堆肥过程所需氧量
固体物质变成溶于水的 物质。细菌再将其分 物质。 解成不同的产物。 解成不同的产物。
0 .175 + x (0 .0882) = 25 0 .0035 + x (0 .0014) x = 0 .33 kg
计算混合后的C/N C/N和含水率 (3)计算混合后的C/N和含水率 对于0.33kg 0.33kg的污泥 ①对于0.33kg的污泥
m 水 = 0.33 × 0.75 = 0.25 kg
图5-2 好氧堆肥化过程示意图
潜伏阶段(驯化阶段) (1)潜伏阶段(驯化阶段): 中温阶段(产热阶段) (2)中温阶段(产热阶段) 嗜温性微生物利用废物中的可溶性物质大量繁殖, 可溶性物质大量繁殖 嗜温性微生物利用废物中的可溶性物质大量繁殖,并 释放热量,堆层温度不断上升。 释放热量,堆层温度不断上升。 (3)高温阶段 堆层温度达到45℃以上:以嗜热性微生物为主。可溶 堆层温度达到45℃以上:以嗜热性微生物为主。 45℃以上 性有机物质继续分解,复杂的有机物质开始被强烈分解 开始被强烈分解。 性有机物质继续分解,复杂的有机物质开始被强烈分解。 腐熟阶段:易分解的有机物大部分被分解, (4)腐熟阶段:易分解的有机物大部分被分解,微生物 活性下降,温度降低,腐殖质增多。 活性下降,温度降低,腐殖质增多。
好氧堆肥的基本原理
好氧堆肥的基本原理
好氧堆肥是一种利用氧气进行有机废弃物分解的生物处理技术。
它通过合理的
堆肥工艺,将有机废弃物中的有害物质分解,产生有机肥料,达到资源化利用和减少环境污染的目的。
好氧堆肥的基本原理包括有机废弃物的分解、微生物的作用和氧气的供应。
首先,有机废弃物的分解是好氧堆肥的基础。
有机废弃物包括各种农作物秸秆、畜禽粪便、城市生活垃圾等,其中含有大量的有机物质。
在好氧堆肥过程中,这些有机物质会经过一系列的生物化学反应,逐渐分解成水、二氧化碳和有机酸等物质,最终形成稳定的有机肥料。
这个过程需要一定的时间和适宜的环境条件,如适当的温度、湿度和通风。
其次,微生物在好氧堆肥中起着至关重要的作用。
微生物是有机废弃物分解的
主要力量,它们通过分泌酶类物质,将复杂的有机物质分解成简单的化合物。
同时,微生物的代谢活动会产生热量,提高堆肥堆的温度,促进有机物质的分解。
因此,在好氧堆肥过程中,保持适宜的微生物种群和活性是非常重要的。
最后,氧气的供应是好氧堆肥能够进行的重要条件。
好氧堆肥需要保持堆体内
部的通风,以保证微生物的呼吸作用和有机物质的分解。
通风可以通过堆体的翻堆和通风设备来实现,有效地提高堆体内部的氧气含量,促进有机废弃物的分解速度和质量。
综上所述,好氧堆肥的基本原理是通过有机废弃物的分解、微生物的作用和氧
气的供应,实现有机物质的资源化利用。
这种技术不仅可以减少有机废弃物对环境的污染,还可以生产高质量的有机肥料,为农业生产提供营养物质。
因此,好氧堆肥技术在环境保护和农业可持续发展中具有重要的意义。