7.4 固体废物堆肥及厌氧发酵,4.4 其它影响因素分析（1）有机质含量有机质含量高低影响堆料温度与通风供氧要求如有机质含量过低，分解产生的热量将不足以维持堆肥所需要温度，影响无害化处理，且产生的堆肥成品由于肥效低而影响其使用价值如果有机质含量过高，则给通风供氧带来困难，有可能产生厌氧状态，研究表明堆料最适合的有机含量为20~80%之间2）颗粒度堆肥化所需要的氧气是通过堆肥原料颗粒空隙供给的空隙率及空隙的大小取决于颗粒大小及结构强度，象纸张、动植物、纤维织物等，遇水受压时密度会提高颗粒间空隙大大缩小，不利于通风供氧因此，对堆肥原料颗粒尺寸应有一定要求，物料颗粒的平均适宜粒度为12~60mm，最佳粒径随垃圾物理特性而变化，其中：纸张、纸板等破碎粒度尺寸要在3.8~5.0cm之间；材质比较坚硬的废物粒度要求小些，在0.5~1.0cm之间；以厨房食品垃圾为主废物，其破碎尺寸要求大一些，以免碎成浆状物料，妨碍好氧发酵此外，决定垃圾粒径大小时，还应从经济方面考虑，因为破碎得越细小，动力消耗越大，处理垃圾的费用就会增加3）C/N比在堆肥化过程中，微生物将作为能源，大量的碳在微生物代谢过程中，由于氧化作用生成二氧化碳而排出，一部分碳则构成细胞膜。
氮主要消耗在原生质合成作用而留于系统内故就微生物对营养的需要而言，C/N比是一个重要因素有机物被微生物分解速度随C/N而变微生物自身的C/N比约4~30，用作其营养的有机物C/N比最好也在此数值范围内，特别当C/N比在10左右时，有机物被微生物分解速度最大当原料的C/N比为20，30~50，78时，其对应所需的堆肥化时间约分别为9~12d，10~19d及21d当C/N在80以上时，堆肥化无法进行）各堆肥原料的C/N比如下：锯末屑300~1000，秸杆70~100，垃圾50~80，人粪6~10，牛粪8~26，猪粪7~15，鸡粪5~10，下水生污泥5~15，活性污泥5~8因此，当用秸杆，垃圾进行堆肥时，需添加低C/N比废物或加入氮肥，以使C/N比调整到30以下在发酵后C/N一般会减少10~20%甚至更多，如成品堆肥的C/N过高，往土中施肥时，农作物可利用氮会过少而致微生物陷于氮饥饿状态，直接或间接影响和阻碍农作物的生长发育故应以成品堆肥C/N为10~20作标准来确定和调整原料的C/N比，一般认为城市固体废物堆肥原料，最佳C/N在26~35：14）碳磷比（C/P比）碳和氮对营养微生物的繁殖是必要的。
此外，磷也是非常重要的因素，磷的含量对发酵起很大影响有时，在垃圾发酵时，添加污泥，其原因之一就是污泥含有丰富的磷堆肥料适宜的C/P比为75～1505）pH值是能对细菌环境作出估价的参数在消化过程中pH值随着时间和温度的变化而变化，也是揭示堆肥分解过程的一个极好标志适宜的pH值可使微生物有效地发挥作用，而pH太高或太低都会影响堆肥的效率一般认为pH值在7.5~8.5时，可获得最大堆肥速率对固体废物堆肥化一般不必调整pH值，因为微生物可在较大的pH值范围内繁殖但是当用石灰含量高的真空滤饼及加压脱水滤饼作原料时，因pH值偏高，有的高达12，故需先在露天堆积一段时间或掺入其他堆肥以降低pH值pH值过高时（如超过8.5）氮会形成氨而使堆肥中氮损耗4.5 废物堆肥化设备及工艺系统废物堆肥化按设备流程包括下述系统：进料供料设备→预处理设备→一次发酵设备→二次发酵设备→后处理设备→产品细加工设备1）供料进料设备固体废物的进料和供料系统是由地磅秤、贮料仓、进料斗以及起重机等组成堆肥化系统的预处理设备是由破包机、撕碎机、筛选机以及混合搅拌机械等组成经过预处理后的垃圾被送到一次发酵设备中，使发酵过程控制在适当的条件下，并使物料基本达到无害化的结果。
然后，送到熟化设备即二次发酵设备中，使垃圾完全发酵腐熟之后又通过后续处理设备对堆肥作更细致的筛选，除去杂质必要时可采用洪干造粒，或添加化肥，制成高效复合肥等深度加工处理设备另外，整个生产系统，还须由排出臭气的脱臭装置，污水的收集排出与处理装置，电力供应设备，控制仪器设备等组合而成2）堆肥化设备堆肥发酵装置种类繁多，除了结构型式不同外，主要差别在于搅拌发酵物料的翻堆机不同，大多数翻堆机兼有运送物料的作用a）几种发酵装置示意图：,各种箱式发酵池的性能比较：,（b）多段竖炉式发酵塔多段竖炉式发酵塔是立式多段发酵设备之一，整个立式设备被水平分隔成多段（层）物料在各段上堆积发酵，靠重力从上往下移动多段竖炉式发酵塔与污泥焚烧用的多段竖炉相似而得名多段竖炉式发酵仓,1,（c） 筒仓式发酵仓筒仓式发酵仓为单层园筒状（或矩形），发酵仓深度一般为4–5m，大多采用钢筋混凝土结构 通常筒仓式发酵仓是一种在园筒仓的下部设置排料装置（如螺杆出料机）由仓底用高压离心机强制通风供氧，以维持仓内堆料的好氧发酵原料从仓顶加入，为防止下料时，在仓内形成架桥起拱现象（形成穹窿），筒仓直径由上到下逐渐变大或者需安装简单的消除起拱设施。
一般经过6~12d的发酵周期，由仓底出料因此是静态式堆肥化过程由于筒仓式静态发酵仓结构简单、螺杆出料较方便可靠，在我国已得到广泛应用例如无锡、杭州等地堆肥厂均用此种类型或其改进形式，取得较好效果螺旋搅拌式发酵仓的示意图如下图所示这也是动态式筒式发酵仓的一种形式经预处理工序分选破碎的废物被运输机送到仓中心上方，靠设在发酵仓上部与天桥一起旋转的输送带向仓壁内侧均匀地加料，用吊装在天桥下部的多个螺丝钻头来旋转搅拌，使原料边混和边掺入到正在发酵的物料层内由于这种混合，掺入，使原料迅速升到45℃而快速发酵，即使原料的水分高到70%左右，其水分也能向正在发酵物料中传递而使发酵正常进行此外，即使原料的臭味很强烈，因为被大量正在发酵物料淹没，不至于散发恶臭螺丝钻进自下而上提升物料“自转”的同时，还随天桥一起在仓内“公转”，使物料在被翻搅的同时，由仓壁内侧缓慢地向仓中央的出料斗移动由于翻堆是在发酵物料层中进行，可减少发酵热的损失物料的移动速度及在仓内的停留时间可用公转速度大小来调节空气由设在仓底的几圈环状布气管供给发酵仓内，发酵进行的程序在半径方向上有所不同因此，由于靠近仓壁附近的物料水分蒸发量及氧消耗量较多，该处布气管应供给较多的空气，靠近仓中心处布气管则可供给较少的空气，也就是说，要配合发酵进行的深度，合理而经济地供气。
仓内温度通常为60~70℃，停留时间5dd）水平（卧式）发酵滚筒有多种形式其中典型形式为著名的达诺(Dano)式滚筒为世界各国最广泛采用的发酵设备之一，其主要优点是结构简单，可以采用较大粒度的物料，使预处理设备简单化，物料在滚筒内反复升高、跌落，同样可使物料的温度、水分均匀化，达到曝气的目的，可以完成物料预发酵的功能卧式达诺滚筒发酵的堆肥化系统,4.6 国内100t/d生活垃圾处理厂工艺系统实例1986年，同济大学和无锡市在垃圾好氧堆肥的中试基础上共同研究，开发设计了我国第一座比较现代化的高温好氧堆肥系统–––无锡100t/d生活垃圾处理实验厂无锡垃圾处理厂机械设计共分3个组成部分：①受料预分选机组；②发酵进出料机组；③精分选机组几种主要机械的设计参数如下：（1）板式布料机 链板：长6m，宽1.2m；链板速度：0.0025~0.15m/s；生产能力：50m3/h；功率：7.5kW；功能：使汽车的集中来料变成均匀给料2）高效复合筛分破碎机 双层滚筒筛尺寸：Φ1420×Φ1710×6000（mm）；内筒筛孔Φ40mm，外筒筛孔Φ13mm；筛筒转速：5~18rpm范围内无级转速；额定处理量：20~25t/h；功率：滚动筒7.5kW；破碎机30kW；功能：筛除＞40mm为不可堆肥物；粒径小于40mm大于12mm可堆肥物经立锤破碎机粉碎至＜12mm；细筛产生粒径小于12mm粒径可堆肥物。
3）组合式振动格筛（粗分选机） 功能：去除＞60mm的粗大物；尺寸：2500×1200（mm）；功率：3kW；能力：16t/h4）进料桥式小车 包括2条4.0mm横向进料皮带总功率：7.4kW；功能：为一次发酵池进料用5）螺杆出料机 螺杆长度：4.5m，直径0.3m；能力：100t/6h；总功率：9kW；功能：为一次发酵池出料用垃圾堆肥化处理工艺的完善，在很大程度上依赖于机械设计的正确和设备运输的正常各城市的垃圾结构差异差较大，不可能有普遍适用的机械设备每个垃圾厂的机械设计必须依据垃圾结构不同而进行组合，得出比较符合工艺要求的机械设计流程堆肥腐熟的基本含义是：通过微生物的作用，堆肥的产品要达到稳定化、无害化，亦即是对环境不产生不良影响； 堆肥产品的使用不影响作物的生长和土壤耕能力如直观定性判断标准是不再进行激烈的分解，因此成品温度较低，呈茶褐色或黑色，不产生恶臭手感松软易碎为了评价堆肥装置的性能和堆肥质量，需要有更为科学的定量的判定标准为此，国内外许多研究人员进行深入研究探讨，提出许多判定标准7.5 堆肥腐熟度及其测定,5.1 堆肥腐熟度的判定标准及分析（1）用化学参数（与有机物含量有关的）作为腐熟度判定标准堆肥中COD、VS、淀粉、纤维素、C/N的变化过程都反映了堆肥的进程，但它们作为一种精确的质量标准是不充分的。
a）VS的测定具有方法简单、快速等优点，但检测的专一性和灵敏度较差因为，VS仅反映了物料中全部的挥发性固体，它不能区分易降解的、不易降解的和不可降解的有机物而堆肥过程只与前二者有关，与第三者无关这样，VS的专一性就大为降低此外，VS作为参数的灵敏度也是不够的b） 化学需氧量（COD）COD具有与VS同样的局限性由于无法区别堆肥中易降解物和难降解物，在完全腐熟的堆肥中仍可测到相当高的值考虑到垃圾来源的多样性，成分的复杂性以及垃圾作为一种非均相体系，在取样上的误差等问题，COD测定的灵敏度无法达到作为一项可靠的测定指标的程度c）淀粉和纤维素淀粉和纤维素反映了堆肥中两类特殊物质淀粉代表易降解物质，纤维素则代表了难降解物质淀粉作为指标的缺点是垃圾中淀粉含量太低（一般在2~6%之间）纤维素是城市固体垃圾和污泥中的主要成份之一，但它被微生物降解利用的速度相当慢因此在反映堆肥中有机质的降解和表征腐熟度方面起不到迅速准确的作用此外，纤维素的测定方法也太繁杂，在生产现场应用的可能性较小d）C/N比：作为腐熟度的标准，其缺点是受原料C/N影响太大C/N的测试特别是C的测定比较困难，需要一定的测试设备和相当实验技能的分析人员，因而难以推广。
其他提倡或研究过的化学参数作指标的尚有凝胶色谱法，氧化还原电位的升高，碱性基团交换量的增加，硝酸氮的生成（即氮试验法）等等，由于测试手段复杂等原因尚不宜作为通用且简便科学的判定标准2）用工艺参数作为堆肥腐熟度判定标准研究过的工艺参数有堆温、物料平衡（如水分、挥发分）及耗氧速率，都具有直观、测定迅速、简便等特点，但有的指标受到某些因素的限制难以推广应用a）温度温度对堆肥反应过程具有很好的指示功能但从工厂实际运行情况来看，由于密封仓保温性好，堆层容积大，在堆肥实际上已稳定化时温度仍可能相当高，即不易产生一个很好的温度变化指示过程因此温度作为腐熟度标准的现场使用，还要作进一步的研究，以提高其对堆肥过程的灵敏度b）水分物料平衡物料平衡的判断通常利用总固体、挥发性固体、水分等基准需要收集大量数据，难以在现场做到，又因在堆肥中微生物消化产生的水无法与物料原有水分相区分而且，强制通风使水分的蒸发量超过产生的水量，这是堆肥系统趋向于干燥的主要原因显然，用产生的水分作为判别依据是不充分的而且，水分变化受原料有机物含量和温度变化的影响较大，在现场测试中很难达到表征腐熟的稳定值c）耗氧速率堆肥过程中，好氧微生物的主要生命活动形式为：分解有机物的同时消耗氧产生CO2，氧的消耗或CO2的产生速率（mg氧/g挥发性物质·min或mgCO2/g挥发性物质·min）标志了有机物的分解程度和堆肥反应的进行程度。
因此，以氧的消耗速率或CO2生成速率作为腐熟标准是符合生物学原理的由于耗氧速率数据测定受原料成分影响较小，只要在堆层中氧供应充分，耗氧速率的数据就比较稳定可靠，实验室测定和生产现场的测试结果相当吻合这种一致性表明，耗氧速率的变化反映了堆肥处理的本质过程因此，可以建议用耗氧速率作为城市垃圾堆肥发酵稳定化的定量指标。