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1、 中机华丰中机华丰 http:/ 规模化堆肥主体设备与接口设备选择规模化堆肥主体设备与接口设备选择 中国农业机械化科学研究院中国农业机械化科学研究院 中机华丰（北京）科技有限公司中机华丰（北京）科技有限公司 吴德胜吴德胜 研究员研究员 W 20132013年年1010月月20 20 - - 2121日日; ;北京北京 全国第九期生物堆肥技全国第九期生物堆肥技 术与工程培训班发言术与工程培训班发言 目录目录 中机华丰中机华丰 http:/ 一一堆肥基础堆肥基础 二二堆肥工艺堆肥工艺 1.静态堆肥静态堆肥 2.翻抛条垛堆肥翻抛条垛堆肥 3.容（反应）器堆肥容（反应）器堆肥 4.堆肥物料平衡堆肥物料
2、平衡 三三堆肥深加工与使用堆肥深加工与使用 1.有机无机复混肥加工工艺有机无机复混肥加工工艺 2.育苗基质加工工艺方案介绍育苗基质加工工艺方案介绍 四四有机肥加工关键设备有机肥加工关键设备 1.固液分离机固液分离机 2.配料混合设备配料混合设备 3.翻抛设备翻抛设备 4.粉碎设备粉碎设备 5.制粒设备制粒设备 6.筛分设备筛分设备 7.反应器反应器 五五典型有机肥（复混肥）加工厂介绍典型有机肥（复混肥）加工厂介绍 3 堆肥过程堆肥过程 The composting process 热量热量 堆肥原料堆肥原料 细菌细菌 真菌真菌 放线菌放线菌 微生物微生物 气体气体, ,成品成品 沥出液沥出液
3、堆肥基础堆肥基础堆肥过程堆肥过程 中机华丰中机华丰 http:/ 目的：提供微生物的最佳繁目的：提供微生物的最佳繁 育条件；育条件； 1.1. 产生产生45 45 - - 65 65 C C高温；高温； 2.2. 避免厌氧，减少沥出液避免厌氧，减少沥出液 及氨气的产生：及氨气的产生： 堆肥过程：本质上是微生物堆肥过程：本质上是微生物 在好氧状态下的活动过程，在好氧状态下的活动过程， 主要涉及主要涉及微生物种类及其存微生物种类及其存 活条件：活条件： 1.1. 水分；水分； 2.2. 原料：原料：C:N及其均匀度；及其均匀度； 3.3. 氧气浓度：颗粒直径，氧气浓度：颗粒直径， 供氧方式供氧方式
4、 4 堆肥基础堆肥基础 微生物微生物 中机华丰中机华丰 http:/ Source: Technical Document on Municipal Solid Waste Organics Processing / Cat. No.: En14-83/2013E 堆肥过程的微生物主要包括：细菌、真菌和放线菌堆肥过程的微生物主要包括：细菌、真菌和放线菌 ； The predominant types of microorganisms present during the composting process are bacteria, fungi, and actinomycetes. 堆体
5、理论温度与微生物数量堆体理论温度与微生物数量 Theoretical temperature variations and microbial populations during the composting process 温度 细菌 放线菌 真菌 快速发酵快速发酵 腐熟腐熟 储存储存 微生物相对数微生物相对数 细菌细菌: :建堆建堆3 3- -7 7天内快速天内快速 扩繁，主要分解碳水化扩繁，主要分解碳水化 合物和蛋白类简单有机合物和蛋白类简单有机 物；物； 真菌真菌: :适于干燥环境，适于干燥环境， 在发酵后期和中温腐熟在发酵后期和中温腐熟 期比较活跃，主要分解期比较活跃，主要分解 纤
6、维素和木质素；纤维素和木质素； 放线菌放线菌: :在中温腐熟和在中温腐熟和 储存期比较活跃，主要储存期比较活跃，主要 将氮素转化为作物可吸将氮素转化为作物可吸 收氮；收氮； 5 堆肥基础堆肥基础 微生物微生物 中机华丰中机华丰 http:/ Source: Technical Document on Municipal Solid Waste Organics Processing / Cat. No.: En14-83/2013E 细菌种类细菌种类 Bacteria types 细菌种类细菌种类 Bacteria types 温度范围温度范围 Temperature range 低温菌低温菌
7、 Psychrophile 20 C 中温菌中温菌 Mesophile 20 to 45C 高温菌高温菌 Thermophile 45 to 80C Source: Cammack et al., 2006 1.1. 细菌：包括低温、中温和高温三种；细菌：包括低温、中温和高温三种； 2.2. 建堆建堆3 3- -7 7天内快速扩繁，细菌分解有机物并放热，使堆体温度上天内快速扩繁，细菌分解有机物并放热，使堆体温度上 升到升到55 65C； 3.3. 细菌通常完成早期的简单有机物分解工作，完成后，存活数量细菌通常完成早期的简单有机物分解工作，完成后，存活数量 下降；而后真菌和放线菌进入支配地位；下
8、降；而后真菌和放线菌进入支配地位； 6 堆肥基础堆肥基础 温度温度 中机华丰中机华丰 http:/ Source: Technical Document on Municipal Solid Waste Organics Processing / Cat. No.: En14-83/2013E 堆肥过程中典型料温变化曲线堆肥过程中典型料温变化曲线 Typical temperatures during composting process 快速发酵快速发酵 腐熟腐熟 储存储存 1.1. 容（反应）器堆肥容（反应）器堆肥 : : 物料连续维持物料连续维持55以至少上以至少上3 3天；天； 2.2
9、. 条垛堆肥：物料连续维持条垛堆肥：物料连续维持55以至少上以至少上1515天，期间翻抛不得少于天，期间翻抛不得少于 5 5 次；次； 7 堆肥基础堆肥基础 氧气氧气 中机华丰中机华丰 http:/ Source: Technical Document on Municipal Solid Waste Organics Processing / Cat. No.: En14-83/2013E 堆肥过程中微生物理论需氧量堆肥过程中微生物理论需氧量 Theoretical oxygen demand by microorganisms during the composting process 快
10、速发酵快速发酵 腐熟腐熟 储存储存 需氧量需氧量 1.1. 堆肥过程各阶段需氧量不同；堆肥过程各阶段需氧量不同； 2.2. 快速发酵期氧气消耗率非常大，最快快速发酵期氧气消耗率非常大，最快2020分钟内即可耗完；分钟内即可耗完； 3.3. 快速发酵期氧气浓度最好维持在快速发酵期氧气浓度最好维持在13% 13% - - 18%18%； 4.4. 堆肥过程氧气浓度不宜低于堆肥过程氧气浓度不宜低于5%5%； 5.5. 由于有微生物存在，储存过程仍需氧气；由于有微生物存在，储存过程仍需氧气； 通气通气 断气断气 堆体氧气浓度堆体氧气浓度 % 最佳氧气浓度范围最佳氧气浓度范围 时间（分）时间（分） 快速
11、发酵期氧气消耗量快速发酵期氧气消耗量 Decline of oxygen levels during the active composting step 8 堆肥基础堆肥基础 水分水分 中机华丰中机华丰 http:/ Source: Technical Document on Municipal Solid Waste Organics Processing / Cat. No.: En14-83/2013E 堆肥过程堆肥过程理想理想水分水分 Target moisture content ranges during the composting process 快速发酵快速发酵 腐熟腐熟
12、储存储存 水分水分 % 1.1. 水分高于水分高于65%65%，产生厌氧环境；水分低于，产生厌氧环境；水分低于20%20%，微生物休眠；，微生物休眠； 2.2. 考虑堆肥的商品属性，腐熟后水分应低于考虑堆肥的商品属性，腐熟后水分应低于30%30%； 3.3. 发酵工程中必须考虑水分散失；发酵工程中必须考虑水分散失； 9 堆肥基础堆肥基础 pH 中机华丰中机华丰 http:/ Source: Technical Document on Municipal Solid Waste Organics Processing / Cat. No.: En14-83/2013E 堆肥过程堆肥过程pH 变化
13、曲线变化曲线 pH characteristic curve 1.1. 微生物在酸性（微生物在酸性（pH 5.5）和碱性（）和碱性（pH9）环境下无法生存；）环境下无法生存； 2.2. 当当pH9时，氮素将转为微生物无法利用的氨态，时，氮素将转为微生物无法利用的氨态，C:N 增大增大, ,减缓发酵；减缓发酵； 3.3. 当当pH降到降到4.8和和5之间，一些微量元素被释放，无法去除，影响堆肥质量；之间，一些微量元素被释放，无法去除，影响堆肥质量； 4.4. 通常快速发酵初期通常快速发酵初期PH降低，随着氧气浓度的增加，降低，随着氧气浓度的增加，pH逐步恢复正常；逐步恢复正常； 堆肥工艺堆肥工艺
14、 分类分类 中机华丰中机华丰 http:/ 堆肥在本质上是微生物在好氧状态下的活动过程，必须在堆体内维持足够堆肥在本质上是微生物在好氧状态下的活动过程，必须在堆体内维持足够 的氧气的氧气，所以给微生物提供氧气的方法所以给微生物提供氧气的方法, ,也就决定了堆肥的分类。也就决定了堆肥的分类。 堆肥堆肥 Composting 静态堆肥静态堆肥 Static Pile 翻抛条垛堆肥翻抛条垛堆肥 Turned Windrow 容（反应）器堆肥容（反应）器堆肥 In-Vessel 自然通气条垛堆肥自然通气条垛堆肥 Passively Aerated Windrow 强制通气静态堆肥强制通气静态堆肥 Aerated Static Pile 仓式（隧道）仓式（隧道） Bin 滚筒式滚筒式 Rotary Drum 塔式塔式 Silo 槽式槽式 Bunker 11 堆肥工艺堆肥工艺 静态堆肥静态堆肥 Static Pile 中机华丰中机华丰 http:/www.m
