有机固体废物堆肥化及厌氧发酵概要PPT课件

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1、第六章 有机固体废物堆肥化及厌氧发酵教学目的n掌握有机废物堆肥化的概念掌握有机废物堆肥化的概念n掌握好氧堆肥化的原理和流程掌握好氧堆肥化的原理和流程n掌握堆肥化的影响因素掌握堆肥化的影响因素n掌握腐熟度的定义及判定方法掌握腐熟度的定义及判定方法n掌握堆肥施于农田的效果掌握堆肥施于农田的效果n了解堆肥的工艺参数和质量标准了解堆肥的工艺参数和质量标准n了解废物堆肥化设备了解废物堆肥化设备第一节 概述n是一种常用的生物转换技术是一种常用的生物转换技术n是稳定化、无害化、资源化的重要方式是稳定化、无害化、资源化的重要方式一、生物处理基本概念1、生物转化技术及其意义、生物转化技术及其意义n生物转化技术：

2、借助生物转化技术：借助微生物的新陈代谢微生物的新陈代谢作用作用，对固体废物进行生物处理，实现，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定化、无害化和资源化的技术生物转换技术的意义n对固体废物进行处理消纳，实现稳定化、对固体废物进行处理消纳，实现稳定化、无害化。无害化。避免或减轻垃圾堆积，影响市容及垃圾自然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。腐败，散发臭气，传播疾病。n促进自然界物质循环与人类社会物质循环，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可以把固

3、体废物的适当组分重新纳入自然循环。循环。例如堆肥用以施肥、改造土壤，可回归农田系统例如堆肥用以施肥、改造土壤，可回归农田系统中去。中去。n可以将大量有机固体废物转换成有用的物可以将大量有机固体废物转换成有用的物质和能源。质和能源。例如产沼气、生产葡萄糖、微生物蛋白质例如产沼气、生产葡萄糖、微生物蛋白质等等2、生物转换理论基础n微生物的新陈代谢作用微生物的新陈代谢作用n物质分解及提供能量的代谢即分解代谢物质分解及提供能量的代谢即分解代谢n消耗能量合成生物体的代谢即合成代谢。消耗能量合成生物体的代谢即合成代谢。n微生物的种类微生物的种类（好氧、厌氧、兼氧）（好氧、厌氧、兼氧）细菌细菌原核细胞类型原

4、核细胞类型蓝绿藻蓝绿藻微生物微生物霉菌霉菌真菌真菌酵母菌酵母菌真核细胞类型真核细胞类型藻类藻类原生生物原生生物生物处理方法n好氧生物处理好氧生物处理n有游离氧存在有游离氧存在n好氧微生物为主使有机物降解、稳定好氧微生物为主使有机物降解、稳定n有机物为微生物的营养源，释放能量，转化为小分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。子量、能位低的物质稳定下来。n厌氧生物处理厌氧生物处理n没有游离氧条件下没有游离氧条件下n厌氧微生物厌氧微生物n大部分能量以甲烷形式出现大部分能量以甲烷形式出现n少量有机物转化合成为新的细胞组成部分。少量有机物转化合成为新的细胞组成部分。3、

5、固体废物生物转换技术的应用n堆肥化堆肥化n沼气化沼气化n其他生物转换技术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、堆肥化定义、作用与用途n堆堆肥肥化化（Composting）：就就是是在在控控制制条条件件下下，利利用用自自然然界界广广泛泛分分布布的的细细菌菌、放放线线菌菌、真真菌菌等等微微生生物物，使使可可被被生生物物降降解解的的有有机机物物转转化化为为稳稳定定的的腐腐殖殖质质的的生生物物化化学过程。学过程。这个定义强调：这个定义强调：n作作为为堆堆肥肥化化的的原原料料是是可可生生物物降降解解的的固固体体废物废物；n堆堆肥肥过过程程是是在在人人工工控控制制条条件件下下进进行

6、行，不不同于卫生填埋、废物的自然腐烂与腐化；同于卫生填埋、废物的自然腐烂与腐化；n堆堆肥肥化化的的实实质质是是生生物物化化学学过过程程，堆堆肥肥产产品对环境无害，即废物达到相对稳定。品对环境无害，即废物达到相对稳定。堆肥化的产物称为堆肥（compost）n它它是是一一种种深深褐褐色色、质质地地疏疏松松、有有泥泥土土气气味味的的物物质质，类类似似于于腐腐殖殖质质土土壤壤，故故也也称称为为“腐殖土腐殖土”。n是是一一种种具具有有一一定定肥肥效效的的土土壤壤改改良良剂剂和和调调节剂。节剂。堆肥的作用n使土质松软，多孔隙，易耕作，增加保水性、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

7、土壤的物理性能。透气性及渗水性，改善土壤的物理性能。n阳离子交换容量大，阳离子交换容量大，N、K、NH4+以阳离子形以阳离子形式存在式存在n腐殖质中某种成分有鳌合作用，降低重金属的腐殖质中某种成分有鳌合作用，降低重金属的危害危害n蛋白质氮的形式，缓效肥料蛋白质氮的形式，缓效肥料n增加土壤中微生物，是昼夜有效的废料增加土壤中微生物，是昼夜有效的废料n是是CO2的供给源的供给源好氧堆肥的特点n具有对有机物分解速度快、具有对有机物分解速度快、n降解彻底、降解彻底、n堆肥周期短的特点。堆肥周期短的特点。n使堆肥达到无害化。使堆肥达到无害化。n好好氧氧堆堆肥肥的的环环境境条条件件好好，不不会会产产生生难

8、难闻闻的臭气。的臭气。n但但由由于于好好氧氧堆堆肥肥必必须须维维持持一一定定的的氧氧浓浓度度，因此运转费用较高。因此运转费用较高。堆肥的原料我国颁布我国颁布城市生活垃圾堆肥处理厂技术评价城市生活垃圾堆肥处理厂技术评价指标指标【CJ/T3059-1996CJ/T3059-1996】中规定：中规定：n密度：密度：350650kg/m3n组成成分（湿重）：有机物含量不少于组成成分（湿重）：有机物含量不少于20n含水率：含水率：4060n碳氮比：碳氮比：20：130：1堆肥的产品质量及卫生要求n堆肥产品质量（以干基计）：堆肥产品质量（以干基计）：粒度粒度农用农用12mm，山林果园，山林果园50mm含水

9、率含水率3535pH 6.5pH 6.58.58.5全氮（以全氮（以N N计）计） 0.50.5全磷（以全磷（以P P2 2O O5 5计）计） 0.30.3全钾（以全钾（以K K2 2O O计）计） 1.01.0有机质（以有机质（以C C计）计） 1010重金属含量重金属含量 CdCd、HgHg、PbPb、CrCr、AsAsn无害化卫生要求：无害化卫生要求：堆肥温度（静态堆肥工艺）：堆肥温度（静态堆肥工艺）：55持持续续5d5d以上以上蛔虫卵死亡率：蛔虫卵死亡率：9595100100粪大肠菌值：粪大肠菌值：1010-1-11010-2-2第二节堆肥化原理n根根据据堆堆制制过过程程的的需需氧氧

10、程程度度，可可以以把把堆堆肥肥化分成：化分成：n好好氧氧堆堆肥肥：通通常常好好氧氧堆堆肥肥堆堆温温高高，一一般般在在55556060，极极限限可可达达80809090，堆堆制周期短，所以也称为高温快速堆肥制周期短，所以也称为高温快速堆肥n厌厌氧氧堆堆肥肥：通通气气条条件件差差、氧氧气气不不足足的的条条件件下下借借助助厌厌氧氧微微生生物物的的发发酵酵堆堆肥肥。周周期期长，长，3 31212个月。个月。一、好氧堆肥原理有机物的好氧堆肥分解有机物的好氧堆肥分解细胞物质细胞物质（微生物繁殖）（微生物繁殖）有机物有机物（C、H、O、N、P、S）合成合成同化作用同化作用分解分解异化作用异化作用排入环境排入

11、环境CO2,H2O,NH3,PO43-,SO42-能量能量释放、转化为热释放、转化为热微生物微生物氧气氧气1、有机物的氧化n不含氮有机物：n含氮有机物CsHtNuOvaH2O+bO2 CwHxNyOzcH2O+dH2O(气)+eH2O(液)+fCO2+gNH3+热量堆肥2、细胞质的合成细胞质3、细胞质的氧化nC5H7NO2+5O25CO2+2H2O+NH3+能量能量二、好氧堆肥过程n中温阶段中温阶段n高温阶段高温阶段n降温阶段降温阶段中温阶段n初初期期，堆堆层层呈呈中中温温（15154545），嗜嗜温温性性微生物活跃，温度不断上升。微生物活跃，温度不断上升。n嗜温性微生物包括：嗜温性微生物包括

12、：n细菌：以水溶性糖类为食细菌：以水溶性糖类为食n真菌和放线菌：可分解纤维素和半纤维素物质真菌和放线菌：可分解纤维素和半纤维素物质高温阶段n堆温升至堆温升至45以上，嗜热微生物活跃；以上，嗜热微生物活跃；n可溶性有机物质继续分解，复杂有机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如半纤维素、纤维素和蛋白质也开始被强烈分解。强烈分解。n温度升到温度升到70以上时，大多数嗜热性微以上时，大多数嗜热性微生物已不适应，死亡或进入休眠。生物已不适应，死亡或进入休眠。名称名称死亡情况死亡情况沙门氏伤寒菌沙门氏伤寒菌46以上不生长；以上不生长；5560，30分钟内死亡分钟内死亡沙

13、门氏菌属沙门氏菌属56，1小时内死亡；小时内死亡；60，1520分钟死亡分钟死亡志贺氏杆菌志贺氏杆菌55，1小时内死亡小时内死亡大肠杆菌大肠杆菌55，1小时内死亡；小时内死亡；60，1520分钟内死亡分钟内死亡阿米巴属阿米巴属68死亡死亡无钩涤虫无钩涤虫71，5分钟内死亡分钟内死亡美洲钩虫美洲钩虫45，50分钟内死亡分钟内死亡流产布鲁士菌流产布鲁士菌61，3分钟内死亡分钟内死亡化脓性细球菌化脓性细球菌50，10分钟内死亡分钟内死亡酿浓链球菌酿浓链球菌54，10分钟内死亡分钟内死亡结核分枝杆菌结核分枝杆菌66，1520分钟内死亡，有时在分钟内死亡，有时在67死亡死亡牛结核杆菌牛结核杆菌55，45

14、分钟内死亡分钟内死亡表表8-1几种常见病菌与寄生虫的死亡温度几种常见病菌与寄生虫的死亡温度降温阶段（腐熟阶段）n微微生生物物活活性性下下降降，发发热热量量减减少少，温温度度下下降降40左右左右，嗜温性微生物又占优势。，嗜温性微生物又占优势。n内源呼吸后期，剩下较难分解有机物。内源呼吸后期，剩下较难分解有机物。n腐腐殖殖质质不不断断增增多多且且稳稳定定化化，堆堆肥肥进进入入腐腐熟熟阶阶段，需氧量大大减少，含水率也降低。段，需氧量大大减少，含水率也降低。第三节好氧堆肥基本工艺一、堆肥分类一、堆肥分类1 1、按温度范围：、按温度范围：n中中温温堆堆肥肥：1545，不不能能有有效效杀杀灭灭病病原菌，目

15、前较少采用。原菌，目前较少采用。n高高温温堆堆肥肥: :一一般般在在5065，极极限限可可达达8090，杀杀灭灭病病菌菌，减减少少臭臭气气产产生生，采用较多。采用较多。 2 2、按堆肥中物料运动形式、按堆肥中物料运动形式n间歇式堆肥：一批一批地堆制间歇式堆肥：一批一批地堆制n连续式堆肥：机械连续进料、出料，周连续式堆肥：机械连续进料、出料，周期短（期短（37d），），杀灭病原微生物，防异杀灭病原微生物，防异味，成品质量高等特点味，成品质量高等特点。 3 3、按堆肥堆制方式、按堆肥堆制方式n露天式堆肥：条垛式露天式堆肥：条垛式n装置式堆肥：装置式堆肥：机械化程度高，堆肥时间短，机械化程度高，堆肥

16、时间短，占地面积小，环境条件好，堆肥质量可控可调占地面积小，环境条件好，堆肥质量可控可调二、好氧堆肥工艺二、好氧堆肥工艺n传传统统采采用用厌厌氧氧露露天天堆堆积积法法，占占地地大大，时时间间长长。现现代代化化的的堆堆肥肥生生产产一一般般采采用用好好氧氧堆肥工艺。堆肥工艺。n堆堆肥肥的的基基本本工工序序通通常常都都由由前前处处理理、主主发发酵酵（一一次次发发酵酵）、后后发发酵酵（二二次次发发酵酵）、后处理、脱臭及贮存后处理、脱臭及贮存等工序组成。等工序组成。1、前处理n以以城市生活垃圾城市生活垃圾为堆肥原料时，前处理为堆肥原料时，前处理通常包括通常包括破碎、分选、筛分破碎、分选、筛分等工序。除等

17、工序。除去杂物，调整含水率，增大表面积。去杂物，调整含水率，增大表面积。n在以在以家畜粪便、污泥家畜粪便、污泥等为堆肥原料时，等为堆肥原料时，前处理的主要任务是前处理的主要任务是调整水分和碳氮比，调整水分和碳氮比，或者添加菌种和酶制剂或者添加菌种和酶制剂。2、主发酵（一次发酵）n在在发发酵酵仓仓内内进进行行，通通过过翻翻堆堆搅搅拌拌或或强强制制通通风风供供氧。氧。n中温阶段中温阶段高温阶段，嗜温菌高温阶段，嗜温菌嗜热菌。嗜热菌。n大大部部分分有有机机物物被被降降解解，病病原原菌菌被被杀杀灭灭，堆堆层层温温度开始下降。度开始下降。n通通常常，将将温温度度升升高高到到开开始始降降低低为为止止的的阶

18、阶段段为为主主发酵阶段。发酵阶段。n以以生生活活垃垃圾圾为为主主体体的的城城市市垃垃圾圾好好氧氧堆堆肥肥化化的的主主发酵期约为发酵期约为10101212d d。3、后发酵（二次发酵）n将将主主发发酵酵尚尚未未分分解解的的有有机机物物进进一一步步分分解解，使使之之变变成成腐腐殖殖酸酸、氨氨基基酸酸等等比比较较稳稳定定的的有机物，得到完全成熟的堆肥制品。有机物，得到完全成熟的堆肥制品。n通通常常，把把物物料料堆堆积积到到1 12 2m m高高的的堆堆层层，通通过过自自然然通通风风和和间间歇歇性性翻翻堆堆，进进行行后后发发酵酵，并应防止雨水流入。并应防止雨水流入。n时间较长，通常在时间较长，通常在2

19、0203030d d。4、后处理n经经二二次次发发酵酵，变变细细碎碎和和变变形形，数数量量也也有有所所减减少（体积减少到少（体积减少到50-70），已成为粗堆肥。），已成为粗堆肥。n分分选选工工序序去去除除杂杂物物，并并根根据据需需要要，如如生生产产精精制堆肥等，则应进行制堆肥等，则应进行再破碎过程再破碎过程。n也也可可在在散散装装堆堆肥肥中中加加入入N、P、K添添加加剂剂生生产复合肥，做成袋装产品。产复合肥，做成袋装产品。n有时还需要固化造粒以利贮存。有时还需要固化造粒以利贮存。5、脱臭n堆堆肥肥过过程程中中，物物料料局局部部或或某某段段时时间间内内的的厌厌氧氧会会导导致致氨氨、硫硫化化氢氢

20、、甲甲基基硫硫醇醇、胺胺类等臭气产生。类等臭气产生。n去去除除臭臭气气的的方方法法：化化学学除除臭臭剂剂除除臭臭；水水、酸酸、碱碱溶溶液液吸吸收收法法；熟熟堆堆肥肥、活活性性炭炭或或沸沸石石等等吸吸附附剂剂吸吸附附法法；臭臭氧氧氧氧化化法法；土土壤脱臭壤脱臭过滤器过滤器6、贮存n堆堆肥肥一一般般在在春春秋秋两两季季使使用用，夏夏冬冬两两季季生生产产的的堆堆肥肥只只能能贮贮存存，所所以以要要建建立可贮存立可贮存6 6个月生产量的库房。个月生产量的库房。n贮贮存存方方式式：可可直直接接堆堆存存在在二二次次发发酵酵仓中，或装入袋中。仓中，或装入袋中。n贮贮存存的的要要求求：是是干干燥燥而而透透气气的

21、的室室内内环境。环境。第四节 发酵工艺和装置n立立式式堆堆肥肥发发酵酵塔塔n筒筒仓仓式式堆堆肥肥发发酵酵仓仓n卧式堆肥发酵滚筒卧式堆肥发酵滚筒n箱式堆肥发酵池箱式堆肥发酵池n堆堆集集式式（1 1）立式多层圆筒式）立式多层圆筒式n呈多层圆筒形，密闭结构呈多层圆筒形，密闭结构n强制通风强制通风n温度从上到下逐渐升高温度从上到下逐渐升高n一次发酵时间：一次发酵时间：37天天1 1、立、立式式堆堆肥肥发发酵酵塔塔（2 2）立式多层闭合门式）立式多层闭合门式n呈多层条形，每层堆高不超呈多层条形，每层堆高不超过过1 1米。在每一层床都有闭米。在每一层床都有闭合门，在反复切断输送的同合门，在反复切断输送的同

22、时，利用打开闭合门来顺序时，利用打开闭合门来顺序向下输送原料。向下输送原料。n一次发酵时间：一次发酵时间：510天天 立立式式堆堆肥肥发发酵酵塔塔：优点、优点、缺点缺点n立式多层圆筒式发酵塔立式多层圆筒式发酵塔 占地面积小；占地面积小； 除臭设备体积小。除臭设备体积小。n堆堆积积低低，容容积积有有效效利利用用率低；率低；n装置运行所需的动力大；装置运行所需的动力大；n在在堆堆肥肥过过程程中中物物料料容容易易呈呈压压实实块块状状化化，通通气气性性能差；能差；n多层结构，整个装置很多层结构，整个装置很高高. . n立式多层板闭合门式发酵塔立式多层板闭合门式发酵塔 占地面积小；占地面积小； 除臭设备

23、体积小。除臭设备体积小。n物物料料在在输输送送过过程程中中是是利利用用自自由由下下落落而而进进行行重重复复切切断断的的，没没有有破破碎碎作作用用，通气性能差；通气性能差；n必须配备原料供给装置；必须配备原料供给装置；n多层结构，装置很高。多层结构，装置很高。 优点（3）立式多层桨叶刮板式）立式多层桨叶刮板式n呈呈多多层层圆圆筒筒形形，每每层层堆堆高高11.5米米。利利用用各各段段内内旋旋转转的的刮刮板板同同时时进进行行原原料料的的反反复复切切断断及及输输送送。原原料料落落在在与与刮刮板板相相反反方方向向的的叶叶片片上上，按按顺顺序序向向下输送。下输送。n一次发酵时间：一次发酵时间：37天天（4

24、）立式多层移动床式）立式多层移动床式n该该装装置置呈呈多多层层条条形形，每每层层堆堆高高为为2.5米米。各各层层床床构构成成整整体体的的移移动动床床。由由水水平平运运动动将将原原料料推推出出，顺序输送到下层。顺序输送到下层。n一一次次发发酵酵时时间间：810天天立 式 堆 肥 发 酵 塔：优点、缺点 n立式多层桨叶刮板式发酵塔立式多层桨叶刮板式发酵塔 n利利用用旋旋转转刮刮板板重重复复切切断断，无压实块状化；无压实块状化；n通气阻力及动力消耗小；通气阻力及动力消耗小；n占地面积小；占地面积小；n除臭设备体积小。除臭设备体积小。n多层结构，装置很高多层结构，装置很高。n立式多层移动床式发酵塔立式

25、多层移动床式发酵塔n占地面积小；占地面积小；n除臭设备体积小除臭设备体积小n物物料料容容易易压压实实，通通气气性能差；性能差；n床的移动机构复杂；床的移动机构复杂；n多层结构多层结构, ,装置很高装置很高。2、筒 仓 式 堆 肥 发 酵 仓（1）筒仓式静态发酵仓n呈单层圆筒形，堆积高呈单层圆筒形，堆积高度度4 45 5米。堆肥物由仓米。堆肥物由仓顶经布料机进入仓内，顶经布料机进入仓内，顺序向下移动，由仓底顺序向下移动，由仓底的螺杆出料机出料。的螺杆出料机出料。n一次发酵时间：1012天（2 2）筒仓式动态发酵仓）筒仓式动态发酵仓n单层圆筒型，堆积高单层圆筒型，堆积高度为度为1.51.52 2米

26、，螺旋米，螺旋推进器在仓内旋转，推进器在仓内旋转，自外围投入的原料受自外围投入的原料受到重复切断后，又接到重复切断后，又接着输送到槽的中心部着输送到槽的中心部位的排出口排出位的排出口排出n一次发酵时间：57天筒仓式堆肥发酵仓：优点、缺点筒仓式静态发酵仓筒仓式静态发酵仓n占地面积小；占地面积小；n发酵仓利用率高。发酵仓利用率高。n堆积高，呈压实状；堆积高，呈压实状；n通通风风阻阻力力大大，动动力力消消耗耗大；大；n产品难以均质化。产品难以均质化。nn筒仓式动态发酵仓筒仓式动态发酵仓n排出口的高度和原料排出口的高度和原料的滞留时间均可调节的滞留时间均可调节n原料滞留时间不均匀，原料滞留时间不均匀，

27、产品呈不均质状；产品呈不均质状；n易易呈呈块块状状，通通气气性性能能差；差；n不易密闭。不易密闭。3、卧式堆肥发酵滚筒n旋转发酵池 结构发酵滚筒：概况n利用低速旋转滚筒进行经常的反复搅拌利用低速旋转滚筒进行经常的反复搅拌和输送。和输送。n一次发酵天数：一次发酵天数：25天天发酵滚筒：优点n技术成熟，操作简单；容易形成规模化；技术成熟，操作简单；容易形成规模化；n生产效率高，停留时间短，占地面积少；生产效率高，停留时间短，占地面积少；n自然通风，能耗少自然通风，能耗少 环境条件较好环境条件较好发酵滚筒：缺点n原料滞留时间短，发酵不充分；原料滞留时间短，发酵不充分；密闭困难；密闭困难；n容易产生压

28、实现象，通气性能差，产品容易产生压实现象，通气性能差，产品不易均质化。不易均质化。4、箱式堆肥发酵池n卧式刮板发酵池：结构卧式刮板发酵池：概况n平面型（最大槽长为平面型（最大槽长为25米，堆积高度米，堆积高度1.5米），能横向行走的刮板进行锯齿形米），能横向行走的刮板进行锯齿形运行，运行，n同时进行原料的重复搅拌和输送，原料同时进行原料的重复搅拌和输送，原料缓慢堆积放在与刮板相反方向的叶片上。缓慢堆积放在与刮板相反方向的叶片上。n一次发酵天数：一次发酵天数：8 8 1212天天 卧式刮板发酵池：优点n利利用用旋旋转转刮刮板板重重复复切切断断，无无压压实实呈呈块块现现象，通气性能好，发酵时间短；

29、象，通气性能好，发酵时间短；n通气阻力小，动力消耗少；通气阻力小，动力消耗少；卧式刮板发酵池：缺点n占地面积大；占地面积大；n环境条件差；环境条件差；n除臭设备体积大。除臭设备体积大。箱 式 堆 肥 发 酵 池 n戽斗翻倒式发酵池n卧式桨叶发酵池n戽斗翻倒式发酵池戽斗翻倒式发酵池n平平面面型型（最最大大槽槽长长为为31米米，高高为为1.5米米），利利用用行行走走式式戽戽斗斗同同时时进进行行原原料料的的重重复复搅搅拌拌和和输输送送，原原料料到到达达戽戽斗斗的的投投入入口口时时，向向上上提提升升到到排排出出口口再再将将戽戽斗返回。斗返回。n卧式桨叶发酵池卧式桨叶发酵池n平平面面型型（最最大大槽槽长

30、长为为31米米，堆堆高高1.5米米），利利用用行行走走螺螺旋旋输输送送机机的的同同时时进进行行原原料料的的反反复复搅搅拌拌和和输输送送，原原料料到到达达螺螺旋旋输输送送机机的的投投入入端端时时提提升升到到排排出出端端后再返回。后再返回。箱 式 堆 肥 发 酵 池：一次发酵天数n戽斗翻倒式发酵池戽斗翻倒式发酵池n812天天n卧式桨叶发酵池卧式桨叶发酵池n812天天箱 式 堆 肥 发 酵 池：优点、缺点戽斗翻倒式发酵池戽斗翻倒式发酵池很少产生压实成块现象；很少产生压实成块现象；n通通气气阻阻力力小小，动动力力消消耗耗小。小。n占地面积大；占地面积大；n环境条件差；环境条件差；n戽戽斗斗的的长长度度

31、决决定定于于槽槽的的长长度度，发发酵酵池池的的有有效效利利用率低。用率低。nn卧式桨叶发酵池卧式桨叶发酵池n环境条件差；环境条件差；n占地面积大；占地面积大；n螺螺旋旋的的总总长长度度取取决决于于槽的长度；槽的长度；n易产生压实成块现象。易产生压实成块现象。5、堆 集 式n气气流流箱箱式式n定定箱箱槽槽式式堆 集 式：概况气气流流箱箱式式n室室外外堆堆积积式式（堆堆积积高高度度为为1.53米米）。利利用用铲铲式式装装载载机机或或其其他他专用机械堆积。专用机械堆积。n6090天左右天左右定定箱箱槽槽式式n室室内内堆堆积积式式（堆堆积积高高度度1.53米米）。利利用用铲铲式式装装载载机机，在在固固

32、定定的角槽内堆积。的角槽内堆积。n3060天左右天左右堆 集 式：优点、缺点n气气流流箱箱式式n设备简单，设备简单，n不能除臭；不能除臭；n重复切断时间长；重复切断时间长；n易易产产生生压压实实现现象象，发发酵时间长；酵时间长；n产品均质化困难。产品均质化困难。n定定箱箱槽槽式式n设备简单。设备简单。n除臭设备体积大；除臭设备体积大；n重复切断时间长；重复切断时间长；n易易产产生生压压实实现现象象，发发酵时间长；酵时间长；n产品均质化困难。产品均质化困难。第五节影响堆肥化的主要因素n对于高温二次发酵堆肥工艺来说，对于高温二次发酵堆肥工艺来说，通风通风供氧、堆料含水率、温度供氧、堆料含水率、温度

33、是最主要的发是最主要的发酵条件酵条件n有机质含量、粒度、有机质含量、粒度、C/N、C/P、pH也也有影响有影响1、通风n目的：目的：n微生物分解有机物微生物分解有机物n带走水气，干化物料带走水气，干化物料n方式：自然通风、通风管通风、斗式装方式：自然通风、通风管通风、斗式装载机及翻推机、风机强制通风。载机及翻推机、风机强制通风。nP199例例6-1（掌握）（掌握）2、含水率n水水分分是是微微生生物物生生命命活活动动的的介介质质，影影响响物物料孔隙度和透气性料孔隙度和透气性n适宜水分适宜水分45%45%60%60%n太低时，可配以粪水或污泥调节太低时，可配以粪水或污泥调节3、温度n是是影影响响微

34、微生生物物活活动动和和堆堆肥肥工工艺艺过过程程的的重重要因素要因素n一般认为最佳温度在一般认为最佳温度在50506060之间之间n考考虑虑杀杀灭灭病病菌菌和和虫虫卵卵，温温度度大大于于5555并并保持几天保持几天4、其他影响因素n有机质含量有机质含量温度和供氧温度和供氧20208080n粒度粒度表面积大小和供氧表面积大小和供氧 适宜适宜121260mm60mmnC/N比比（4 43030）:1:1nC/P比比（75150150）:1:1npH pH 7.58.58.5第六节 堆肥一、堆肥产品的分类一、堆肥产品的分类n按等级分类：按等级分类：n生堆肥：生活垃圾、污泥和禽畜粪便生堆肥：生活垃圾、污

35、泥和禽畜粪便n初级堆肥：一次好氧发酵处理初级堆肥：一次好氧发酵处理n精精致致堆堆肥肥：全全发发酵酵（一一次次发发酵酵和和二二次次发发酵酵）及机械分选处理及机械分选处理n特特种种堆堆肥肥：精精制制堆堆肥肥中中添添加加无无机机肥肥料料、黏黏土土和和功功能能微微生生物物而而制制成成的的具具有有高高肥肥效效和和特特殊殊用用途的堆肥。途的堆肥。n按堆肥产品粒径分类：按堆肥产品粒径分类：n细粒堆肥：细粒堆肥： 8 8mmmm以下，石渣含量低于以下，石渣含量低于5%5%n中粒堆肥：中粒堆肥： 8 81616mmmm，石渣含量低于，石渣含量低于20%20%n粗粒堆肥：粗粒堆肥： 16 162525mmmm二、

36、堆肥的质量二、堆肥的质量n农用的成分和养分农用的成分和养分n符合卫生要求的无害化和腐熟度符合卫生要求的无害化和腐熟度1、堆肥产品的成分和养分影响因素影响因素n堆肥原料堆肥原料、n工艺、工艺、n堆制周期、堆制周期、n过程条件过程条件堆肥原料n城市垃圾城市垃圾n禽畜粪便禽畜粪便规模化养殖，富含有机质、规模化养殖，富含有机质、N、P、K、微量元素，需除臭、微量元素，需除臭n污泥污泥城市生活污水和食品、制革、造纸、城市生活污水和食品、制革、造纸、炼油等行业的工业废水处理污泥炼油等行业的工业废水处理污泥n农林废物农林废物n泔脚和食品废物泔脚和食品废物表8-16 我国城市垃圾堆肥成分分析（19801985

37、）项目单位北京天津上海广州全国22个堆肥分析平均值水分%13.030.5 24.531.2 3040 304026.50.3pH7.048.227.87.58.07.07.90.3全碳(C)%7.6211.8511.710.68.3全氮(N)%0.590.270.40.450.39全磷(P2O5)%0.180.690.510.190.18全钾(K2O)%0.361.60.801.220.81汞(Hg)10-63.570.439.23镉(Cd)10-60.270.90.370.392.14铬(Cr)10-620.3720.846.7526.5铅(Pb)10-654.341.045.887.839

38、.6砷(As)10-65.5322.4293.0注：引自垃圾农用控制标准，垃圾农用控制研究小组，19862、堆肥的无害化n重金属含量：重金属含量：国内堆肥中Hg（），Cd、Cr、Pb（），As（2）n致病微生物：致病微生物：成品堆肥重金属等有害物允许含量成品堆肥重金属等有害物允许含量(mg/kg)：n砷：总量砷：总量5050，洗提试验，洗提试验1.51.5；n镉：总量分析镉：总量分析55，洗提试验，洗提试验0.30.3；n汞：总量分析汞：总量分析22，洗提试验洗提试验0.0050.005；n铅：洗提试验铅：洗提试验33；n有机磷：洗提试验有机磷：洗提试验11；n六价铬：洗提试验六价铬：洗提试验

39、1515；n氰化物：洗提试验氰化物：洗提试验11；n多氯联苯：洗提试验多氯联苯：洗提试验0.0030.003；3、堆肥的腐熟度（1）定义（定义（P201）：通过微生物的作用，）：通过微生物的作用，堆肥的产品要达到稳定化、无害化，不堆肥的产品要达到稳定化、无害化，不对环境产生不良影响；所产生的堆肥产对环境产生不良影响；所产生的堆肥产品在使用期间，不影响作物的生长和土品在使用期间，不影响作物的生长和土壤的耕作能力壤的耕作能力n指成品堆肥的稳定程度指成品堆肥的稳定程度n工程上衡量堆肥反应完成的信号工程上衡量堆肥反应完成的信号n农业上是堆肥质量的指标农业上是堆肥质量的指标（2）腐熟度评定方法n直直观观

40、经经验验法法：茶褐色或黑褐色，无恶臭，质地松散，具有泥土芳香气味n淀粉测试法：淀粉测试法：高氯酸+碘n耗耗氧氧速速率率法法：O2/CO2测定仪来自动显示堆层O2和CO2浓度在单位时间内的变化值 三、堆肥的农业效用三、堆肥的农业效用良良 好好 的的 堆堆 肥肥 产产 品品 的的 农农 业业 效效 用用 具具 有有（P228）：）：n改善土壤结构改善土壤结构n增加土壤养分增加土壤养分n提高土壤的生物活性提高土壤的生物活性n促进农作物生长促进农作物生长n增加农作物产量增加农作物产量1、堆肥的改土作用n增加土壤有机质增加土壤有机质n改善土壤结构改善土壤结构降低容重、增加孔隙率降低容重、增加孔隙率n提提

41、高高土土壤壤功功能能高高持持水水能能力力，带带负负电电荷荷的的腐腐殖质能吸附殖质能吸附NH4+、K+、Ca2+等养分等养分n促进植物根系增长促进植物根系增长n富含微生物和原生动物富含微生物和原生动物施用有机肥对土壤理化性质的改变施用有机肥对土壤理化性质的改变处理处理有机质有机质(%)容重容重（g/cm）总孔隙率总孔隙率(%)持水量持水量(%)pH值值未用堆肥未用堆肥2.061.6235.114.15.9使用堆肥使用堆肥4.431.1557.823.67.3效果对比效果对比增加增加115%降低降低40%增加增加60%增加增加67%酸性降低酸性降低改善土壤结构n改土的生产实践证明，施用有机肥料后：

42、改土的生产实践证明，施用有机肥料后：n土壤腐殖质得到补充和更新，土壤腐殖质得到补充和更新，n改变了土壤中胶体的性质，改变了土壤中胶体的性质，n土壤干燥过程中板结紧实程度降低，土壤干燥过程中板结紧实程度降低，n单位体积内的土壤重量减轻，单位体积内的土壤重量减轻，n土体的孔隙度提高，土体的孔隙度提高，n相应地改善了土体的通透性能，相应地改善了土体的通透性能，n调节了土体的水、肥、气、热比例，调节了土体的水、肥、气、热比例，n土壤性能变好了，作物产量也得以提高。土壤性能变好了，作物产量也得以提高。增加土壤养分n施用施用堆肥堆肥增加了土壤养分含量，起到培增加了土壤养分含量，起到培肥地力的作用肥地力的作

43、用。使用堆肥对土壤养分含量的变化使用堆肥对土壤养分含量的变化处理处理全氮全氮(%)全磷全磷（g/cm）碱解氮碱解氮(%)速效磷速效磷(%)速效钾速效钾（%）未用堆肥未用堆肥0.140.061098.964使用堆肥使用堆肥0.190.1215425.5107效果对比效果对比增加增加34.3%增加增加101%增加增加41.1%增加增加186%增加增加76%提高土壤的生物活性提高土壤的生物活性n各种有机肥料都含有丰富的有机物质，各种有机肥料都含有丰富的有机物质，n为土壤微生物和酶提供了充足的养分和为土壤微生物和酶提供了充足的养分和能源，加速了微生物的生长和繁殖，不能源，加速了微生物的生长和繁殖，不仅

44、使其数量增加，仅使其数量增加，n而且活性提高，这在有机质的矿化、营而且活性提高，这在有机质的矿化、营养元素的累积、腐殖质的合成等方面起养元素的累积、腐殖质的合成等方面起着重要作用。着重要作用。土壤微生物总量的变化（土壤微生物总量的变化（/ /g g干土）干土）处理处理黄瓜地黄瓜地番茄地番茄地高温堆肥高温堆肥15.910917.8109当地沤肥当地沤肥7.501097.38109化肥化肥6.691094.5109堆肥的增产作用n由于施用有机肥可以改善土壤结构，由于施用有机肥可以改善土壤结构，n增加土壤肥力，增加土壤肥力，n可以提供作物全面的营养物质，可以提供作物全面的营养物质，n因因此此可可起起

45、到到提提高高作作物物产产量量并并改改善善农农产产品品品质的作用。品质的作用。有机肥增强作物抗逆性n对对于于含含有有浓浓度度较较高高的的有有毒毒有有害害物物质质包包括括重重金金属属和和有有机机污污染染物物的的堆堆肥肥，尤尤其其长长期期施施用用这这种种堆堆肥肥的的土土壤壤会会积积累累这这些些有有毒毒有有害物质。害物质。n因因此此，应应严严格格控控制制堆堆肥肥产产品品中中的的有有毒毒有有害害物物质质数数量量，并并对对施施用用堆堆肥肥后后土土地地的的重重金属含量进行跟踪监测。金属含量进行跟踪监测。土壤性质土壤性质类类别别变变化化有机质含量有机质含量增大增大N、P、S含量含量不一不一化学性质化学性质K、

46、Ca、Mg含量含量增大增大pH值值升高升高CEC增大增大细菌群体细菌群体增大增大真菌和放线菌群体真菌和放线菌群体增多增多微生物学性质微生物学性质自养硝化细菌自养硝化细菌增多增多纤维素分解活性纤维素分解活性增强增强脲酶活性脲酶活性增强增强重金属总量重金属总量增大增大污染物污染物可浸提重金属量可浸提重金属量增大增大重金属的生物有效性重金属的生物有效性增大增大难降解有机污染物含量难降解有机污染物含量增大增大施用堆肥对土壤性质的可能影响堆肥的利用堆肥的利用堆肥的用途很广，可以用作：堆肥的用途很广，可以用作：n农田、农田、n绿地、畜牧场、绿地、畜牧场、n果园、葡萄园、果园、葡萄园、n菜园、菜园、n苗圃、

47、苗圃、n庭院绿化、风景区绿化、庭院绿化、风景区绿化、n蘑蘑菇菇盖盖面面、过过滤滤材材料料、隔隔音音板板及及制制作作纤纤维板等维板等。使用堆肥的注意事项使用堆肥的注意事项n堆肥内富含微生物，最好用于土壤表面。堆肥内富含微生物，最好用于土壤表面。n新新鲜鲜堆堆肥肥适适用用于于底底肥肥。粗粗堆堆肥肥最最好好用用于于粘粘质质、淤淤泥泥和和板板结结的的土土壤壤，细细堆堆肥肥用用于于干干燥燥、疏疏散散及及多沙的土壤。多沙的土壤。n城城市市垃垃圾圾堆堆肥肥一一般般含含氮氮量量低低，最最好好和和氮氮肥肥联联合合使用，以免出现土壤的使用，以免出现土壤的“氮饥饿氮饥饿”现象。现象。n不宜装在密封袋中搬运和保存。不

48、宜装在密封袋中搬运和保存。使用堆肥时还应注意以下事项n如如果果使使用用新新鲜鲜堆堆肥肥，并并且且每每公公顷顷的的施施用用量量大大于于1010吨吨时时，须须在在堆堆肥肥施施撒撒与与播播种种之之间间隔一定的时间。间间隔一定的时间。n一一般般冬冬季季需需隔隔一一至至一一个个半半月月，夏夏季季至至少少要三到四周。要三到四周。n堆堆肥肥越越新新鲜鲜、雨雨量量越越小小、外外界界温温度度越越低低、使用量越大，则所需间隔时间越长。使用量越大，则所需间隔时间越长。堆肥的原则n对对于于任任何何一一种种堆堆肥肥工工艺艺，都都应应当当研研究究如如何何能能充充分分地地利利用用微微生生物物的的分分解解效效果果，以以保保证

49、证将将有有机机废废弃物转化为有用的物质。弃物转化为有用的物质。n工工艺艺控控制制的的目目的的在在于于分分解解过过程程尽尽量量充充分分、完完善善，减少臭味，避免昆虫繁殖；减少臭味，避免昆虫繁殖；n破破坏坏垃垃圾圾中中的的病病原原有有机机体体和和垃垃圾圾中中的的植植物物种种子子（以使作物纯净）；（以使作物纯净）；n保留氮、磷和钾这些营养物的最大含量；保留氮、磷和钾这些营养物的最大含量；n减减少少完完成成整整个个堆堆肥肥工工艺艺所所需需的的时时间间和和堆堆肥肥工工艺艺的占地面积。的占地面积。堆肥化存在的问题n首首先先，堆堆肥肥处处理理的的效效率率低低，操操作作过过程程中中易易产产生生恶恶臭臭，影影响

50、响周周围围的的环环境境，其其工工艺艺条条件件也也较较难难控控制制，设设备备投投资资大大、处处理理量量小小。据据估估算算，建建设设一一座座机机械械化化堆堆肥肥厂厂，投投资资额额与与处处理理能能力力之之比比为为1万元万元/（t/d）。）。n堆堆肥肥的的生生产产设设施施一一般般都都按按照照就就近近的的原原则则建建在在市市内内，操操作作过过程程会会产产生生恶恶臭臭，对对环环境境卫卫生生不不利利，必必须须投投入入较较多多资资金金装装配配排排臭臭设设施施；生生产产过过程程中中原料的运入和产品的输出，都要花费大量资金。原料的运入和产品的输出，都要花费大量资金。堆肥化存在的问题n更重要的是堆肥的质量和市场问题

51、。更重要的是堆肥的质量和市场问题。n成成分分含含量量低低，杂杂质质多多。堆堆肥肥中中的的N、P、K混混合合含含量量通通常常都都很很低低，很很少少有有达达到到3%的的。我我国国垃垃圾圾堆堆肥肥中中的的N、P、K含含量量低低于于发发展展中中国国家家的的平平均均含含量量，比比发发达达国国家家的肥效更低。的肥效更低。堆肥化存在的问题n在在欧欧美美发发达达国国家家，堆堆肥肥是是受受到到严严格格限限制制的的。由由庭庭院院修修剪剪物物、果果品品蔬蔬菜菜加加工工废废弃弃物物、养养殖殖场场动动物物粪粪便便和和酿酿造造厂厂废废弃弃物物作作为为原原料料而而获获得得的的有有机机肥肥料料方方可可用用于于农农业业生产；生

52、产；n垃垃圾圾混混合合堆堆肥肥只只能能用用于于城城市市园园林林、沙沙漠漠、盐碱地、海边滩涂盐碱地、海边滩涂绿化和森林植被保护。绿化和森林植被保护。我国与国外堆肥肥效比较我国与国外堆肥肥效比较发达国家发展中国家中国氮1.370.990.66磷0.510.490.18钾0.710.970.83堆肥微生物n堆堆肥肥化化是是微微生生物物作作用用于于有有机机废废物物的的生生化化降解过程，降解过程，n说明微生物是堆肥过程的主体说明微生物是堆肥过程的主体。堆肥微生物的主要来源堆肥微生物的主要来源n一一方方面面是是来来自自有有机机废废物物里里面面固固有有的的大大量量的的微微生生物物种种群群，如如在在城城市市垃

53、垃圾圾中中一一般般的的细菌数量在细菌数量在10141016个个/kg；n另另一一方方面面是是人人工工加加入入的的特特殊殊菌菌种种。这这些些菌菌种种在在一一定定条条件件下下对对某某些些有有机机物物废废物物具具有有较较强强的的分分解解能能力力，具具有有活活性性强强、繁繁殖殖快快、分分解解有有机机物物迅迅速速等等特特点点，能能加加速速堆堆肥反应的进程，缩短堆肥反应的时间。肥反应的进程，缩短堆肥反应的时间。细菌、杆菌n细细菌菌是是堆堆肥肥中中形形体体最最小小数数量量最最多多的的微微生生物物，它它们们分分解解了了大大部部分分的的有有机机物物并并产产生生热热量量。细细菌菌是是单单细细胞胞生生物物，形形状状

54、有有杆杆状状、球球状状和和螺螺旋旋状状，有有些些还还能能运运动动。在在堆堆肥肥初初期期温温度度低低于于4040时时，嗜嗜温温性性的的细细菌菌占占优优势势。当当堆堆肥肥温温度度升升至至4040以以上上时时，嗜嗜热热性性细细菌菌逐逐步步占占优优势。这阶段微生物多数是杆菌。势。这阶段微生物多数是杆菌。n杆杆菌菌种种群群的的差差异异在在50555055时时是是相相当当大大的的，而而在在温温度度超超过过6060时时差差异异又又变变得得很很小小。当当环环境境改改变变不不利利于于微微生生物物生生长长时时，杆杆菌菌通通过过形形成成孢孢子子壁壁而而幸幸存存下下来来。厚厚壁壁孢孢子子对对热热、冷冷、干干燥燥及及食

55、食物物不不足足都都有有很很强强的的耐耐受力，一旦周围环境改善，它们又将恢复活性。受力，一旦周围环境改善，它们又将恢复活性。放线菌n成成品品堆堆肥肥散散发发的的泥泥土土气气息息是是由由放放线线菌菌引引起起的的。在在堆堆肥肥化化的的过过程程中中它它们们在在分分解解诸诸如如纤纤维维素素、本本质质素素、角角素素和和蛋蛋白白质质这这些些复复杂杂有有机机物物时时发发挥挥着着重重要要的的作作用用。它它们们的的酶酶能能够够帮帮助助分分解解诸诸如如树树皮皮、报报纸纸一一类类坚硬的有机物。坚硬的有机物。真菌n真真菌菌在在堆堆肥肥后后期期当当水水份份逐逐步步减减少少时时发发挥挥着着重重要要的作用。的作用。n它它与与细细菌菌竞竞争争食食物物，与与细细菌菌相相比比，它它们们更更能能够够忍忍受受低低温温的的环环境境，并并且且部部分分真真菌菌对对氮氮的的需需求求比比细菌低，因此能够分解本质素，而细菌则不能。细菌低，因此能够分解本质素，而细菌则不能。n人人们们很很关关注注真真菌菌在在堆堆肥肥中中的的种种群群，因因为为有有些些属属于曲霉种类的真菌对人类健康有潜在的危胁。于曲霉种类的真菌对人类健康有潜在的危胁。