有机固体废物堆肥化及厌氧发酵

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
促进自然界物质循环与人类社会物质循环，可以把固体废物的适当组分重新纳入自然循环。例如堆 肥用以施肥、改造土壤，可回归农田系统中去。
可以将大量有机固体废物转换成有用的物质和能源。例如产沼气、生产葡萄糖、微生物蛋白质等
2、生物转换理论基础
微生物的新陈代谢作用 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。
3、固体废物生物转换技术的应用
堆肥化 沼气化 其他生物转换技术
二、堆肥化基本概念
1、堆肥化定义、作用与用途 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。
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。
二、好氧堆肥过程
中温阶段 高温阶段 降温阶段
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。 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，嗜热微生物活跃； 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。
有机固体废物堆肥化及厌氧发酵
教学目的
掌握有机废物堆肥化的概念 掌握好氧堆肥化的原理和流程 掌握堆肥化的影响因素 掌握腐熟度的定义及判定方法 掌握堆肥施于农田的效果 了解堆肥的工艺参数和质量标准 了解废物堆肥化设备
第一节 概述
是一种常用的生物转换技术 是稳定化、无害化、资源化的重要方式
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
第二节 堆肥化原理
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。
微生物的种类（好氧、厌氧、兼氧）
细菌
原核细胞类型
蓝绿藻
微生物
霉菌
真菌
酵母菌
真核细胞类型 藻类
Fra Baidu bibliotek
原生生物
生物处理方法
好氧生物处理 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、能位低的物质稳定下来。
厌氧生物处理 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。
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
表8-1 几种常见病菌与寄生虫的死亡温度
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
dH2O(气)+eH2O(液)+fCO2+gNH3+热量
堆肥
2、细胞质的合成
n (C xH y O z) N3 H (n x n 4 y n 2 z 5 x)O 2
C 5H 7N2 O (n x 5)C2 O n2 y 4H 2 O 能
细胞质
3、细胞质的氧化 C5H7NO2+5O2→5CO2+2H2O+NH3+能量
好氧堆肥的特点
具有对有机物分解速度快、 降解彻底、 堆肥周期短的特点。 使堆肥达到无害化。 好氧堆肥的环境条件好，不会产生难闻的臭气。 但由于好氧堆肥必须维持一定的氧浓度，因此运转费用较高。
堆肥的原料
我国颁布《城市生活垃圾堆肥处理厂技术评价指标》【CJ/T3059-1996】中规定： 密度：350～650kg/m3 组成成分（湿重％）：有机物含量不少于20％ 含水率：40～60％ 碳氮比：20：1～30：1
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，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。
堆肥的作用
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
一、生物处理基本概念
1、生物转化技术及其意义 生物转化技术：借助微生物的新陈代谢作用，对固体废物进行生物处理，实现固体废物（主
要是有机固体废物）的稳定化、无害化和资源化的技术
生物转换技术的意义
对固体废物进行处理消纳，实现稳定化、无害化。避免或减轻垃圾堆积，影响市容及垃圾自然腐败， 散发臭气，传播疾病。
一、好氧堆肥原理
有机物
微生物
（C、H、O、N、P、S
）
氧气
合成 同化作用
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 有机物的好氧堆肥分解
释放、转化为热
1、有机物的氧化
不含氮有机物：
CsHtN含C uO氮x vH ∙有aH机2y OO 物+bzO 2 →(C1 w HxN2 y yO z·c2 Hz2O)+O 2 xC 22 y O H 2 O 能量