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1、固体废物的生物处固体废物的生物处理理 利利利利用用用用生生生生物物物物体体体体或或或或生生生生物物物物体体体体的的的的某某某某些些些些组组组组成成成成部部部部分分分分或或或或某某某某些些些些功功功功能能能能，来来来来处处处处理理理理固固固固体体体体废废废废弃弃弃弃物物物物，使使使使其其其其无无无无害害害害化化化化，或或或或者者者者采采采采用用用用生生生生物物物物方方方方法法法法和和和和技技技技术术术术在在在在使使使使废废废废弃弃弃弃物物物物无无无无害害害害化化化化的的的的同同同同时时时时来来来来生生生生产产产产或或或或回回回回收收收收有有有有用用用用的的的的产产产产品品品品。简简简简言言言言之
2、之之之，凡凡凡凡采采采采用用用用与与与与生生生生物物物物有有有有关关关关的的的的技技技技术术术术来来来来处处处处理理理理利利利利用用用用固固固固体体体体废废废废物物物物的的的的方方方方法法法法，都都都都可称之固体废物生物处理技术。可称之固体废物生物处理技术。可称之固体废物生物处理技术。可称之固体废物生物处理技术。 它它它它是是是是固固固固体体体体废废废废物物物物稳稳稳稳定定定定化化化化、无无无无害害害害化化化化处处处处理理理理的的的的重重重重要要要要方方方方式式式式之之之之一一一一，也也也也是实现固体废物资源化、能源化的系统技术之一。是实现固体废物资源化、能源化的系统技术之一。是实现固体废物资
3、源化、能源化的系统技术之一。是实现固体废物资源化、能源化的系统技术之一。与与与与非非非非生生生生物物物物处处处处理理理理方方方方法法法法相相相相比比比比，生生生生物物物物处处处处理理理理技技技技术术术术具具具具有有有有成成成成本本本本低低低低廉廉廉廉，能能能能耗耗耗耗低低低低，简简简简便便便便易易易易行行行行，无无无无或或或或少少少少二二二二次次次次污污污污染染染染，生生生生产产产产效效效效率率率率或或或或物物物物质质质质转转转转化效率高等优点化效率高等优点化效率高等优点化效率高等优点。何谓生物处理？何谓生物处理？ 好氧堆肥技术（高温快速堆肥技术）；好氧堆肥技术（高温快速堆肥技术）； 厌氧发酵
4、技术（沼气化）厌氧发酵技术（沼气化） 糖化、蛋白化和乙醇化技术；糖化、蛋白化和乙醇化技术； 饲料化技术：将有机废弃物转化为食用菌栽培基质饲料化技术：将有机废弃物转化为食用菌栽培基质并形成担子菌发酵饲料；并形成担子菌发酵饲料； 有机废弃物制氢技术，有机废弃物制氢技术， 尾矿和低品位矿石的微生物湿法冶炼提取金属技术尾矿和低品位矿石的微生物湿法冶炼提取金属技术等。等。生物处理的方法有哪些？生物处理的方法有哪些？1. 1. 微生物进行的方法微生物进行的方法 2.2.利用植物或动物的方法：利用植物或动物的方法： 重金属污染土壤植物修复技术：利用重金属超重金属污染土壤植物修复技术：利用重金属超积累植物吸取
5、土壤中的重金属，使土壤得以净化。积累植物吸取土壤中的重金属，使土壤得以净化。 有机废物的蚯蚓处理技术：利用蚯蚓将城市垃有机废物的蚯蚓处理技术：利用蚯蚓将城市垃圾，污泥和农林废弃物转化为优质肥料，并获得圾，污泥和农林废弃物转化为优质肥料，并获得蚯蚓蛋白饲料的技术等。蚯蚓蛋白饲料的技术等。 大多数有机废物，大多数有机废物， 它们能为微生物可降解，为它们能为微生物可降解，为生物活动提供物质和能量来源。如城市垃圾、污泥、生物活动提供物质和能量来源。如城市垃圾、污泥、农业秸秆、畜禽粪便、药渣等农业秸秆、畜禽粪便、药渣等那些固体废物可进行生物处理？那些固体废物可进行生物处理？那些固体废物可进行生物处理？那
6、些固体废物可进行生物处理？城市垃圾城市垃圾城市垃圾城市垃圾污污污污泥泥泥泥无奈的处置方法无奈的处置方法污泥的堆存污泥的堆存秸秸秸秸秆秆秆秆类类类类中药药渣类中药药渣类中药药渣类中药药渣类畜畜畜畜禽禽禽禽粪粪粪粪便便便便类类类类Continued锯锯锯锯木木木木屑屑屑屑 此外，也有一些虽不是有机废物，但也能通过微生此外，也有一些虽不是有机废物，但也能通过微生物的直接与间接作用，去除其有害成分或通过生物处物的直接与间接作用，去除其有害成分或通过生物处理回收有益成分，从而达到废物资源化。如重金属或理回收有益成分，从而达到废物资源化。如重金属或有机物（如石油）污染的土壤、金属尾矿等。有机物（如石油）污
7、染的土壤、金属尾矿等。那些固体废物可进行生物处理那些固体废物可进行生物处理( (续）续）石油污染土壤石油污染土壤的生物修复的生物修复 堆堆肥肥化化是是在在有有控控制制的的条条件件下下，使使有有机机废废弃弃物物在在微微生生物物（主主要要为为细细菌菌）作作用用下下，发发生生降降解解，并并同同时时使使有有机机物物发发生生生生物物稳稳定定作作用用（向向稳稳定定的的腐腐殖殖质质方方向向转转化化）的的过过程程。堆堆肥肥化化后后的的产产物物称称之为堆肥。之为堆肥。 堆肥技术在中国源远流长，是古代劳动人民的智慧结晶，堆肥技术在中国源远流长，是古代劳动人民的智慧结晶，是为人类所掌握的是为人类所掌握的“第一种第一
8、种”生物技术（生物技术（First First biotechnology)biotechnology)。现在在欧美的社区与个人庭院非常流行。现在在欧美的社区与个人庭院非常流行。 废废弃弃物物经经过过堆堆肥肥处处理理后后，结结构构蓬蓬松松，无无臭臭，病病原原菌菌能能被被大大幅幅度度灭灭活活，体体积积减减少少，水水分分含含量量降降低低。另另外外，废废弃弃物物腐腐殖殖化化程程度度极极大大提提高高，农农地地利利用用不不会会出出现现烧烧苗苗，烧烧根根的的现现象象。而而且且能能极极大大改改善善土土壤壤结结构构性性能能，提提高高土土壤壤保保水水保保肥肥能能力力，堆堆肥肥本本身身又又富富有有大大量量的的微微
9、生生物物，因因而而施施用用堆堆肥肥可可明明显显提提高高土土壤壤的的生生物物活活性性，可有效加速土壤物质的生物化学循环。可有效加速土壤物质的生物化学循环。一、固体废物的好氧堆肥处理一、固体废物的好氧堆肥处理研究概念研究概念 按按堆堆制制过过程程的的需需氧氧过过程程可可分分为为好好氧氧堆堆肥肥和和厌厌氧氧堆堆肥肥；按按原原料料发发酵酵所所处处状状态态可可分分为为发发酵酵仓仓式式堆堆肥肥和和无无发发酵酵装装置置系系统统堆堆肥肥；无无发发酵酵装装置置好好氧氧堆堆肥肥系系统统又又分分为为露露天天条条垛垛式式翻翻堆堆供供氧氧堆堆肥肥法法和和固定堆强制通风堆肥法固定堆强制通风堆肥法两种。两种。 好好氧氧堆堆
10、肥肥化化是是在在通通风风条条件件下下，有有游游离离氧氧存存在在时时进进行行的的分分解解发发酵酵过过程程。好好氧氧堆堆肥肥堆堆温温高高，一一般般在在5555以以上上，可可维维持持7-117-11天天，极极限限可可达达8080以以上上，亦亦称称高高温温堆堆肥肥法法。由由于于好好氧氧堆堆肥肥法法具具有有堆堆肥肥周周期期短短、无无害害化化程程度度高高、卫卫生生条条件件好好、易易于于机机械械化化操操作作等等优优点点，在在有有关关污污泥泥、城城市市垃垃圾圾、畜畜禽禽粪粪便便和和农农业业秸秸秆秆等等堆堆肥肥中中被被广泛采用。广泛采用。堆肥类型堆肥类型 碳氮是堆肥微生物所需要的主要能量来源和物质来源，合碳氮是
11、堆肥微生物所需要的主要能量来源和物质来源，合适的碳氮比是保证堆肥成功的关键因素之一，因此，堆肥常适的碳氮比是保证堆肥成功的关键因素之一，因此，堆肥常需要含碳较多的原料与含氮多的原料合理搭配需要含碳较多的原料与含氮多的原料合理搭配（2020：130130：1 1） 。堆肥原料堆肥原料 好好氧氧堆堆肥肥是是在在有有氧氧条条件件下下，好好氧氧微微生生物物通通过过自自身身的的分分解解代代谢谢和和合合成成代代谢谢过过程程，将将一一部部分分有有机机物物分分解解氧氧化化成成简简单单的的无无机机物物，从从中中获获得得微微生生物物新新陈陈代代谢谢所所需需要要的的能能量量，同同时时将将一一部部分分的的有有机机物物
12、转转化化合成新的细胞物质的过程（见图合成新的细胞物质的过程（见图2-22-2）。）。堆堆堆堆肥肥肥肥的的的的结结结结果果果果是是废废弃弃物物中中有有机机物物向向稳稳定定化化程程度度较较高高的的腐腐殖殖质质方方向向转转化化, ,腐殖质的形成十分复杂，其生物学过程示意如下（图腐殖质的形成十分复杂，其生物学过程示意如下（图2-32-3）：）：值值得得指指出出的的是是，腐腐殖殖质质形形成成非非常常缓缓慢慢，在在有有限限的的堆堆肥肥时时间间不不可可能能形形成成大大量量腐腐殖殖物物质质，但但采采用用各各种种光光谱谱分分析析的的确确发发现现，堆堆肥肥有有机机物物结结构构芳构化程度明显有所提高。芳构化程度明显
13、有所提高。1.减容减容减容减容2.除臭除臭除臭除臭3.稳定化与无害化稳定化与无害化稳定化与无害化稳定化与无害化堆肥的好处堆肥中的微生物学好好好好氧氧氧氧堆堆堆堆肥肥肥肥的的的的微微微微生生生生物物物物学学学学过过过过程程程程可可可可大大大大致致致致分分分分为为为为如如如如下下下下三三三三个个个个阶阶阶阶段段段段，每个阶段都有其独特的微生物类群：每个阶段都有其独特的微生物类群：每个阶段都有其独特的微生物类群：每个阶段都有其独特的微生物类群：1 1）、产产产产热热热热阶阶阶阶段段段段：堆堆堆堆肥肥肥肥初初初初期期期期（通通通通常常常常在在在在1-31-3天天天天），肥肥肥肥堆堆堆堆中中中中嗜嗜嗜嗜
14、温温温温性性性性微微微微生生生生物物物物利利利利用用用用可可可可溶溶溶溶性性性性和和和和易易易易降降降降解解解解性性性性有有有有机机机机物物物物作作作作为为为为营营营营养养养养和和和和能能能能量量量量来来来来源源源源，迅迅迅迅速速速速增增增增殖殖殖殖，并并并并释释释释放放放放出出出出热热热热能能能能，使使使使肥肥肥肥堆堆堆堆温温温温度度度度不不不不断断断断上上上上升升升升。此此此此阶阶阶阶段段段段温温温温度度度度在在在在室室室室温温温温至至至至4545范范范范围围围围内内内内，微微微微生生生生物以中温、需氧型为主，通常是一些无芽胞细菌。物以中温、需氧型为主，通常是一些无芽胞细菌。物以中温、需氧
15、型为主，通常是一些无芽胞细菌。物以中温、需氧型为主，通常是一些无芽胞细菌。微微微微生生生生物物物物类类类类型型型型较较较较多多多多，主主主主要要要要是是是是细细细细菌菌菌菌、真真真真菌菌菌菌和和和和放放放放线线线线菌菌菌菌。其其其其中中中中细细细细菌菌菌菌主主主主要要要要利利利利用用用用水水水水溶溶溶溶性性性性单单单单糖糖糖糖等等等等，放放放放线线线线菌菌菌菌和和和和真真真真菌菌菌菌对对对对于于于于分分分分解纤维素和半纤维素物质具有特殊的功能。解纤维素和半纤维素物质具有特殊的功能。解纤维素和半纤维素物质具有特殊的功能。解纤维素和半纤维素物质具有特殊的功能。堆肥的微生物学过程堆肥的微生物学过程2
16、 2）、高高高高温温温温阶阶阶阶段段段段：当当肥肥堆堆温温度度上上升升到到45以以上上时时，即即进进入入高高温温阶阶段段。通通常常从从堆堆积积发发酵酵开开始始，只只须须3天天时时间间肥肥堆堆温温度度便便能能迅迅速速地地升升高高到到55，1周周内内堆堆温温可可达达到到最最高高值值（最最高高温温可可达达80）。此此时时，嗜嗜温温性性微微生生物物受受到到抑抑制制，嗜嗜热热性性微微生生物物逐逐渐渐取取而而代代之之。除除前前一一阶阶段段残残留留的的和和新新形形成成的的可可溶溶性性有有机机物物继继续续分分解解转转化化外外，半半纤纤维维素、纤维素、蛋白质等复杂有机物素、纤维素、蛋白质等复杂有机物 也开始强烈
17、分解。也开始强烈分解。 在在50左左右右进进行行活活动动的的主主要要是是嗜嗜热热性性真真菌菌和和放放线线菌菌；温温度度上上升升到到60时时，真真菌菌几几乎乎完完全全停停止止活活动动，仅仅有有嗜嗜热热性性放放线线菌菌和和细细菌菌活活动动；温温度度上上升升到到70以以上上时时，大大多多数数嗜嗜热热性性微微生生物物已已不不适适宜宜，微生物大量死亡或进入休眠状态。微生物大量死亡或进入休眠状态。 高高温温对对于于堆堆肥肥的的快快速速腐腐熟熟起起到到重重要要作作用用，在在此此阶阶段段中中堆堆肥肥内内开开始始了了腐腐殖殖质质的的形形成成过过程程，并并开开始始出出现现能能溶溶解解于于弱弱碱碱的的黑黑色色物物质
18、质。通通过过高高温温能能有有效效杀杀灭灭有有机机废废弃弃物物中中病病原原物物，按按我我国国高高温温堆堆肥肥卫卫生生标标准准（GB7959-87），要要求求堆堆肥肥最最高高温温度度达达5055以以上上，持持续续5-7天天。表表2-3列列举举了了常常见见的的病病原原物物致致死死温温度度和和时时间间，表表2-4为为我我国国高温堆肥的卫生标准。高温堆肥的卫生标准。3）、）、腐熟阶段：腐熟阶段：腐熟阶段：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。此时嗜温殖质，此时微生物活性下降，发
19、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。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，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。通气堆翻堆一次后，停止通气，让其腐熟。 图2-5是采用翻堆供氧和强制通风供氧进行污泥堆肥的温度变化图，从中
20、可明显区分出不同堆肥阶段。强制通风供氧强制通风供氧翻堆供氧翻堆供氧OrganismMesophilic stageThermophilic stageStabilization stageSpecies present - # g-1 -#Bacteria Mesophilic Thermophilic108104106109101110761Actinomycetes Thermophilic10410810514Fungi Mesophilic Thermophilic1061031031071051061816堆肥过程中微生物群落变化堆肥过程中微生物群落变化 搅拌翻堆条垛式发酵工艺搅拌翻
21、堆条垛式发酵工艺（Windrow compostingWindrow composting） 物物料料以以垛垛状状堆堆置置，可可以以排排列列成成多多条条平平行行的的条条垛垛，条条垛垛的的断断面面形形状状通通常常为为三三角角形形或或梯梯形形，物物料料的的成成垛垛堆堆放放可可以以用用铲铲车车进进行行操操作作（见见图图2-62-6a a）。在在大大规规模模的的条条垛垛系系统统中中，物物料料的的翻翻动动可可通通过过移移动动式式翻翻堆堆设设备备进进行行，图图2-62-6b b是是融融翻翻堆堆、粉粉碎碎、测测温、测氧于一体的可移动的堆肥翻堆设备。温、测氧于一体的可移动的堆肥翻堆设备。 对于湿度较高的有机物
22、，例如，城市污泥，畜禽粪便等对于湿度较高的有机物，例如，城市污泥，畜禽粪便等等在堆置前必须与干燥的蓬松剂或调理剂混合，使其混合后等在堆置前必须与干燥的蓬松剂或调理剂混合，使其混合后堆料的含水率为堆料的含水率为55-65%55-65%。蓬松剂可采用各种农业秸秆、稻壳、。蓬松剂可采用各种农业秸秆、稻壳、木屑、树皮、甘蔗渣和干燥的回流堆肥产物等。木屑、树皮、甘蔗渣和干燥的回流堆肥产物等。 好氧堆肥的基本工艺程序其发酵工艺流程见2-7通通常常在在堆堆置置后后每每4-74-7天天可可翻翻堆堆一一次次，1 1个个月月后后可可停停止止翻翻堆堆，让让其其后后熟。熟。对对于于垃垃圾圾堆堆肥肥，堆堆肥肥前前必必须
23、须进进行行前前处处理理，主主要要是是对对垃垃圾圾分分选选，去去除除粗粗大大的的无无机机物物，回回收收各各种种金金属属，玻玻璃璃，塑塑料料等等，提提高高物物料料中中可可堆堆肥肥物物质质的的比比例例。在在前前处处理理中中有有时时需需要要对对垃垃圾圾进进行行破破碎碎处处理理，调调整整垃垃圾圾的的粒粒度度，适适宜宜的的粒粒度度范范围围是是12126060mmmm。破破碎碎与与筛筛分分可可使使原原料料的的表表面面积积增增大大，便便于于微微生生物物繁繁殖殖，提提高高发发酵酵速速度度。垃垃圾圾堆堆肥肥通通常常不不需需要要加加调调理理剂剂和和蓬蓬松松剂剂，只只有有水水分分含含量量适适宜宜，有有机机物物含含量量
24、达达20%20%以上，通常便可以单独堆肥。以上，通常便可以单独堆肥。搅拌翻堆设备 强制通风式固定垛发酵工艺（强制通风式固定垛发酵工艺（Aerated static pile） 该该工工艺艺与与前前者者不不同同之之处处就就在在于于物物料料在在堆堆肥肥过过程程中中不不需需要要翻翻堆堆，氧氧气气的的供供应应是是通通过过机机械械鼓鼓风风或或抽抽风风方方式式来来提提供供，该该工工艺艺在在污污泥泥堆堆肥中应用非常普遍肥中应用非常普遍, ,其流程如图其流程如图2-82-8所示。所示。 将脱水污泥与蓬松剂混合，体积比可为将脱水污泥与蓬松剂混合，体积比可为1:1, 1:2, 1:31:1, 1:2, 1:3；
25、在堆肥场地上铺设小木块或蓬松剂约在堆肥场地上铺设小木块或蓬松剂约2020cmcm； 在上述基础上，将污泥与蓬松剂的混合物堆成高约在上述基础上，将污泥与蓬松剂的混合物堆成高约1.51.52 2M M的垛；的垛； 将将垛垛的的表表面面覆覆盖盖一一层层过过筛筛后后的的堆堆肥肥产产物物( (厚厚约约2020cm)cm)或或覆覆盖盖一一层层塑塑料料薄膜；薄膜； 将将鼓鼓风风机机或或抽抽风风机机与与通通风风管管道道连连接接，肥肥堆堆堆堆积积3-43-4天天后后开开始始通通风风，通通风风方方式式可可以以采采用用肥肥堆堆温温度度或或氧氧气气反反馈馈装装置置自自动动调调节节。例例如如，在在温温度度低低于于454
26、5时时，风风机机开开始始工工作作，提提供供氧氧气气，促促进进微微生生物物的的活活动动；当当温温度度处处于于45457070时时，风风机机停停止止工工作作；当当温温度度高高于于7070时时，风风机机再再度度工工作作，以以降降低低肥肥堆堆的的温温度度。也也可可以以通通过过定定时时器器控控制制风风机机的的工工作作，例如，可每隔例如，可每隔3 3小时通风小时通风15153030分钟。分钟。 若若采采用用抽抽风风方方式式，风风机机出出来来的的气气体体通通常常先先通通过过腐腐熟熟后后的的堆堆肥肥过过滤滤脱脱臭，再排入大气。臭，再排入大气。 通通常常堆堆肥肥4 4周周后后，肥肥堆堆翻翻堆堆一一次次，并并停停
27、止止通通风风，让让其其后后熟熟，若若需需要要得到高度腐熟的堆肥，后熟时间最好为得到高度腐熟的堆肥，后熟时间最好为3030天以上。天以上。 堆堆腐腐后后的的物物料料通通常常需需要要干干燥燥，可可以以采采用用自自然然露露天天晾晾干干的的方方法法，也也可可以重新将鼓风机开启，保持大风量来驱逐水分。以重新将鼓风机开启，保持大风量来驱逐水分。 若若堆堆肥肥中中的的蓬蓬松松剂剂（例例如如小小木木块块）需需要要循循环环利利用用，还还必必须须对对堆堆肥肥进进行筛分行筛分具体做法具体做法 现现代代化化的的城城市市垃垃圾圾堆堆肥肥法法通通常常由由预预处处理理（包包括括分分选选、破破碎碎、含含水水率率和和C/NC/
28、N比比的的调调整整等等）、一一次次发发酵酵（也也称称主主发发酵酵，指指从从发发酵酵初初期期开开始始，经经中中温温、高高温温然然后后到到达达温温度度开开始始下下降降的的整整个个过过程程，一一般般为为2 23 3周周）、二二次次发发酵酵（也也称称后后发发酵酵，指指堆堆肥肥经经过过高高温温阶阶段段，温温度度开开始始下下降降直直至至温温度度稳稳定定至至35-4035-40、达达到到腐腐熟熟的的阶阶段段，一一般般需需3-3-4 4周周）、后后处处理理（包包括括去去除除杂杂质质和和进进行行必必要要的的破破碎碎处处理理）、脱脱臭臭及及贮存等工序组成。贮存等工序组成。发酵仓式堆肥法发酵仓式堆肥法图图2-92-
29、9是杭州市发酵仓式城市垃圾堆肥处理流程：是杭州市发酵仓式城市垃圾堆肥处理流程：发酵仓式堆肥其它 有机物含量高，养分丰富有机物含量高，养分丰富有恶臭有恶臭含浓度不等的重金属等污染物含浓度不等的重金属等污染物粘结性和可塑性特强，干燥困粘结性和可塑性特强，干燥困难难 污泥的出路已成为污水处理厂十分头痛的污泥的出路已成为污水处理厂十分头痛的污泥的出路已成为污水处理厂十分头痛的污泥的出路已成为污水处理厂十分头痛的问题，也是危害水土环境的重要隐患问题，也是危害水土环境的重要隐患问题，也是危害水土环境的重要隐患问题，也是危害水土环境的重要隐患污泥主要特性污泥等有机废弃物污泥等有机废弃物污泥等有机废弃物污泥等
30、有机废弃物成分动态监成分动态监成分动态监成分动态监测测测测高效发酵技高效发酵技高效发酵技高效发酵技术术术术小型发酵场构建小型发酵场构建小型发酵场构建小型发酵场构建( (研究型研究型研究型研究型) )野外大型发酵场野外大型发酵场野外大型发酵场野外大型发酵场( (应用型应用型应用型应用型) )肥料化肥料化肥料化肥料化基质化基质化基质化基质化应用效应用效应用效应用效果果果果配方优化配方优化配方优化配方优化配方优化配方优化配方优化配方优化作用机理与应用技术研究作用机理与应用技术研究作用机理与应用技术研究作用机理与应用技术研究有机废弃物基质化和肥料化生产与应用配套有机废弃物基质化和肥料化生产与应用配套有
31、机废弃物基质化和肥料化生产与应用配套有机废弃物基质化和肥料化生产与应用配套技术技术技术技术总体思路一、污泥和畜禽粪便等高湿物料堆肥面临的问题投资与运行成本臭味控制干燥二、采用的工艺：强制间歇通风工艺难点 污泥污泥混合与调节水分，温度等混合与调节水分，温度等蓬松剂蓬松剂强制通风强制通风后熟后熟干燥干燥筛分筛分出售或进一步深加工出售或进一步深加工 部分循部分循环环蓬松剂循环使用蓬松剂循环使用：工艺流程尾气过滤抽风机腐熟肥堆导气层污泥堆料空气阀门负压吸风式间歇通风负压吸风式间歇通风负压吸风式间歇通风负压吸风式间歇通风正压鼓风式间歇通风正压鼓风式间歇通风正压鼓风式间歇通风正压鼓风式间歇通风鼓风机导气层
32、污泥堆料空气阀门研究用堆肥场，研究用堆肥场，研究用堆肥场，研究用堆肥场，5-85-8吨吨吨吨/ /次次次次20-5020-50吨吨吨吨/ /次（中试）次（中试）次（中试）次（中试） 1 1 1 1、适适适适宜宜宜宜的的的的C/NC/NC/NC/N比比比比为为为为1515151540404040，即即即即污污污污泥泥泥泥与与与与蓬蓬蓬蓬松松松松剂剂剂剂（药药药药渣渣渣渣）按按按按体体体体积比积比积比积比1:11:11:11:11:31:31:31:3混合；混合；混合；混合； 2 2、水水水水份份份份控控控控制制制制在在在在6060606065656565，最最最最直直直直观观观观的的的的判判判判
33、断断断断是是是是“手手手手紧紧紧紧握握握握堆堆堆堆肥肥肥肥物料，有水迹出现，但水珠不滴出物料，有水迹出现，但水珠不滴出物料，有水迹出现，但水珠不滴出物料，有水迹出现，但水珠不滴出”为度。为度。为度。为度。 3 3、肥堆的高度不超过肥堆的高度不超过肥堆的高度不超过肥堆的高度不超过2 2 2 2M M M M； 4 4 4 4 、适适适适宜宜宜宜通通通通风风风风强强强强度度度度为为为为0.350.350.350.35m m m m3 3/t/t/t/tminminminmin，每每每每隔隔隔隔3 3 3 3小小小小时时时时通通通通风风风风30303030minminminmin；为为原原位位快快速
34、速使使场场地地周周围围无无恶恶臭臭，通通风风工工艺艺为为：在在堆堆肥肥前前三三天天，采采用用低低风风量量的的连连续续负负压压抽抽风风（0.1 0.1 m m3/t/tmin)min)，三三天天后后采采用正常的间歇强制通风。可保证堆肥自始至终无恶臭用正常的间歇强制通风。可保证堆肥自始至终无恶臭 5 5、最最最最好好好好在在在在通通通通风风风风的的的的同同同同时时时时，每每每每7 7 7 7天天天天翻翻翻翻堆堆堆堆一一一一次次次次。或或或或者者者者在在在在肥肥肥肥堆堆堆堆降降降降温温温温后，翻堆一次，以让其更好后熟。后，翻堆一次，以让其更好后熟。后，翻堆一次，以让其更好后熟。后，翻堆一次，以让其更
35、好后熟。主要工艺参数二、固体废物的厌氧（发酵）二、固体废物的厌氧（发酵） 沼沼气气发发酵酵，又又称称厌厌氧氧发发酵酵或或厌厌氧氧消消化化，是是指指有有机机物物质质（如如作作物物秸秸杆杆、杂杂草草、人人畜畜粪粪便便、垃垃圾圾、污污泥泥及及城城市市生生活活污污水水和和工工业业有有机机废废水水等等）在在厌厌氧氧条条件件下下，通通过过种种类类繁繁多多、数数量量巨巨大大、功功能能不不同同的的各各类类微微生生物物的的分解代谢，最终产生沼气的过程。分解代谢，最终产生沼气的过程。沼沼气气发发酵酵是是一一种种存存在在了了数数十十亿亿年年，在在自自然然界界非非常常普普通通的的自自然然现现象象。夏夏天天农农村村，许
36、许多多粪粪池池表表面面都都有有一一层层白白色色的的气气泡泡，若若搅搅动动粪粪池池，泡泡沫沫就就会会从从池池底底升升起起并并聚聚集集在在液液面面，形形成成厚厚厚厚的的一一层层泡泡沫沫，点点燃燃一一根根火火柴柴扔扔进进粪粪池池，就就会会看看到到蓝蓝色色的的火火苗苗在在池池面面漫漫延延，气气泡泡消消失失了了，火苗也灭了。这种现象就是粪池沼气燃烧形成的。火苗也灭了。这种现象就是粪池沼气燃烧形成的。食食品品工工业业产产生生的的大大量量有有机机废废水水，未未经经处处理理排排放放时时，也也会会厌厌氧氧发发酵酵产产生生大大量量的的沼沼气气。就就是是人人类类饲饲养养的的牛牛这这类类反反刍刍动动物物，当当其其打打
37、嗝嗝时时，从从嘴嘴里里也也会会呼呼出出不不少少的的沼沼气气。有有人人测测量量过过，一一头头成成年年牛牛，每每天天产产生的沼气若能被利用的话，可煮好一顿饭。生的沼气若能被利用的话，可煮好一顿饭。沼沼气气是是一一种种可可再再生生能能源源，是是由由微微生生物物产产生生的的一一种种可可燃燃性性混混合合气气体体，其其主主要要成成分分是是甲甲烷烷（CHCH4 4），大大约约占占60%60%，其其次次是是二二氧氧化化碳碳（COCO2 2）大大约约占占35%35%，此此外外还还有有少少量量其其它它气气体体，如如水水蒸蒸气气、硫硫化化氢氢、一一氧氧化化碳碳、氮氮气气等等。不不同同条条件件下下产产生生的的沼沼气气
38、，其其成成分分有有一一定定的的差差异异。例例如如人人粪粪、鸡鸡粪粪、屠屠宰宰废废水水发发酵酵时时，所所产产生生的的甲甲烷烷含含量量可可达达70%70%以以上上，农农作作物物秸秸杆杆发发酵酵所所产产生生的的沼沼气气中中甲甲烷烷含含量量一一般为般为55%55%左右。左右。甲甲烷烷实实际际上上是是一一种种优优质质的的气气体体燃燃料料，在在与与适适量量的的空空气气混混合合发发生生燃燃烧烧时时，可可产产生生一一种种淡淡兰兰色色的的火火焰焰，其其火火焰焰温温度度最最高高可可达达14001400，同时放出大量的热。，同时放出大量的热。沼气沼沼气气发发酵酵是是由由多多种种微微生生物物在在厌厌氧氧条条件件下下分
39、分解解有有机机物物来来完完成成的的。不不同同发发酵酵原原料料和和发发酵酵条条件件下下，沼沼气气微微生生物物的的种种类类会会有有所所不不同同。由由于于参参与与发发酵酵的的微微生生物物种种类类繁繁多多，这这就就决决定定了了发发酵酵过过程程的的复复杂杂性性，其其产产物物除除了了沼沼气气以以外外也也是是多多种种多多样样的的。通通常常将将参参与与沼沼气气发发酵酵的的微微生生物分为三类：物分为三类：第第一一类类叫叫发发酵酵细细菌菌。包包括括各各种种有有机机物物分分解解菌菌，它它们们能能分分泌泌胞胞外外酶酶，主主要要作作用用是是将将复复杂杂的的有有机机物物分分解解成成较较为为简简单单的的物物质质。例例如如多
40、多糖糖转转化为单糖，蛋白质转化为肽或氨基酸，脂肪转化为甘油和脂肪酸。化为单糖，蛋白质转化为肽或氨基酸，脂肪转化为甘油和脂肪酸。第二类叫产氢产乙酸细菌第二类叫产氢产乙酸细菌。其主要作用是前一类细菌分解的产物。其主要作用是前一类细菌分解的产物进一步分解成乙酸和二氧化碳。进一步分解成乙酸和二氧化碳。 第三类细菌称产甲烷菌。第三类细菌称产甲烷菌。它们的作用是利用乙酸、氢气和二氧化它们的作用是利用乙酸、氢气和二氧化碳产生甲烷。碳产生甲烷。在实际的发酵过程中这三类微生物既相互协调，又相互制约，共在实际的发酵过程中这三类微生物既相互协调，又相互制约，共同完成产沼气过程。同完成产沼气过程。 沼气发酵中的微生物
41、从从物物质质转转化化的的角角度度来来说说，沼沼气气发发酵酵过过程程可可分分为为三三个个阶阶段段（见见图图1 1）。第第一一阶阶段段是是含含碳碳有有机机聚聚合合物物的的水水解解。纤纤维维素素、半半纤纤维维素素、果果胶胶、淀淀粉粉、脂脂类类、蛋蛋白白质质等等非非水水溶溶性性含含碳碳有有机机物物，经经细细菌菌水水解解发发酵酵生生成成水水溶溶性性糖糖、醇醇、酸酸等等分分子子量量较较小小的的化化合合物物，以以及及氢氢气气和和二二氧氧化化碳碳；第第二二阶阶段段是是各各种种水水溶溶性性产产物物经经微微生生物物降降解解形形成成甲甲烷烷底底物物，主主要要是是乙乙酸酸、氢氢气气和和二二氧氧化化碳碳；第第三三阶阶段
42、段是是产产甲甲烷烷菌菌转转化化甲甲烷烷底底物物生生成成CHCH4 4和和COCO2 2。另另外外，在在沼沼气气发发酵酵过过程程中中还还存存在在某某些些逆逆向向反应，即由小分子合成大分子物质的微生物过程。反应，即由小分子合成大分子物质的微生物过程。沼气发酵的三个阶段沼气发酵微生物的生命活动，需要保证充足的营养。有机物是沼气发酵微生物的生命活动，需要保证充足的营养。有机物是沼气发酵微生物的主要营养物质，是产生沼气的物质基础。沼沼气发酵微生物的主要营养物质，是产生沼气的物质基础。沼气发酵原料分布广泛、种类繁多。一般认为除木质素和矿物油气发酵原料分布广泛、种类繁多。一般认为除木质素和矿物油以外的有机废
43、弃物都可经沼气发酵转化为甲烷。近来研究表明，以外的有机废弃物都可经沼气发酵转化为甲烷。近来研究表明，木质素降解的中间产物木质素降解的中间产物-10-10多种芳香烃的衍生物，也可厌多种芳香烃的衍生物，也可厌氧降解产生甲烷。因此，氧降解产生甲烷。因此，自然界中几乎所有的有机物质都可作自然界中几乎所有的有机物质都可作为沼气发酵的原料为沼气发酵的原料。人工制取沼气的主要原料是畜禽粪便污水、食品加工业、制药人工制取沼气的主要原料是畜禽粪便污水、食品加工业、制药和化工废水、生活污水等。和化工废水、生活污水等。在农村，也用农作物秸杆制取沼气。在农村，也用农作物秸杆制取沼气。 沼气发酵的优点：沼气发酵的优点：
44、 沼沼气气发发酵酵后后残残渣渣中中有有机机物物含含量量减减少少；消消化化后后残残渣渣是是一一种种气气味味很很小小的的固固体体或或流流体体，不不吸吸引引苍苍蝇蝇或或鼠鼠类类；可可产产生生有有用用的的终终产产物物甲甲烷烷，它它是是清清洁洁而而方方便便的的燃燃料料；在在沼沼气气发发酵酵过过程程中中杂杂草草种种子子和和一一些些病病原原物物被被杀杀灭灭；发发酵酵过过程程中中N N、P P、K K等等肥肥料料成成分分几几乎乎得得到到全全部部保保留留，一一部部分分有有机机氮氮被被水水解解成成氨氨态态氮氮，速速效效性性养养分分增增加加；发发酵酵残残渣渣可可作作为为饲饲料料；沼沼气气发发酵酵在在处处理理有有机机
45、物物可可大大量量地地节节省省曝曝气气消消化化所所消消耗耗的的能能量量；厌厌氧氧活活性性污污泥泥可可保保存存数数月月而而无无需需投投加加营营养养物物，当当再再次次投投料料时可很快启动时可很快启动. . 沼气发酵的缺点：沼气发酵的缺点： 设设备备较较复复杂杂，建建设设投投资资较较高高；要要求求高高标标准准的的施施工工、管管理理和和保保养；由于厌氧菌繁殖速度慢，工艺启动时间长；养；由于厌氧菌繁殖速度慢，工艺启动时间长；沼气发酵的优缺点沼气发酵的优缺点沼气发酵工艺类型及其特点沼气发酵工艺类型及其特点（1 1）按发酵温度分类）按发酵温度分类可可将将厌厌氧氧发发酵酵工工艺艺分分为为常常温温发发酵酵( (自
46、自然然发发酵酵) )、中中温温发发酵酵和和高高温温发发酵酵。 常常温温发发酵酵也也称称自自然然发发酵酵、变变温温发发酵酵，其其主主要要特特点点为为发发酵酵温温度度随随自自然然气气温温的的四四季季变变化化规规律律而而变变化化，但但沼沼气气产产量量不不稳稳定定，因因而而转化效率低。转化效率低。中中温温发发酵酵的的温温度度控控制制恒恒定定在在28382838，因因而而沼沼气气产产量量稳稳定定，转转化化效率较高，主要用于大中型产沼工程、高浓度有机废水的处理等。效率较高，主要用于大中型产沼工程、高浓度有机废水的处理等。高高温温发发酵酵的的温温度度控控制制在在48-6048-60，因因而而分分解解速速度度
47、快快，处处理理时时间间短短，产产气气量量高高，能能有有效效杀杀死死寄寄生生虫虫卵卵，但但需需加加温温和和保保温温设设备备，主主要要适适用用于于高高浓浓度度有有机机废废水水、城城市市生生活活垃垃圾圾和和粪粪便便的的无无害害化化处处理理及及农农作作物秸杆的处理等。物秸杆的处理等。按照厌氧发酵的温度、进料方式、装置类型和原料的物理状况、按照厌氧发酵的温度、进料方式、装置类型和原料的物理状况、发酵装置，可将厌氧发酵划分为若干类型。发酵装置，可将厌氧发酵划分为若干类型。（2 2）按进料方式分类）按进料方式分类厌氧发酵的进料方式有批量进料、半连续进料和连续进料。厌氧发酵的进料方式有批量进料、半连续进料和连
48、续进料。 1.批批量量发发酵酵 是是指指将将发发酵酵原原料料和和接接种种物物一一次次性性装装满满沼沼气气池池，中中途途不不再再添添加加新新料料，产产气气结结束束后后一一次次性性出出料料。固固体体含含量量高高的的原原料料，如如作作物物秸秸杆杆、有有机机垃垃圾圾等等由由于于日日常常进进、出出料料不不方方便便，进进行行沼沼气气发发酵酵常常采采用用这这一一方方法法。此此类类发发酵酵方方式式的的有有机机负负荷荷率率、池池容容产产气气率率只只能能计计算算平平均均值值。产气特点是初期少，以后逐渐增加，然后产气保持基本稳定，再后产气又逐步减少，直到出料。2.连连续续发发酵酵 是是指指沼沼气气池池加加满满料料正
49、正常常产产气气后后，每每天天分分几几次次或或连连续续不不断断地地加加入入预预先先设设计计的的原原料料，同同时时也也排排出出相相同同体体积积的的发发酵酵料料液液。大中型沼气工程通常采用。大中型沼气工程通常采用。3.半半连连续续发发酵酵 是是指指沼沼气气池池正正常常产产气气后后，不不定定期期、不不定定量量地地添添加加新新料料，在在发发酵酵过过程程中中，往往往往根根据据其其它它因因素素（如如农农田田用用肥肥需需要要）不不定量出料。我国农村沼气池通常采用这一方式。定量出料。我国农村沼气池通常采用这一方式。（3 3）按原料的物理状况分类）按原料的物理状况分类可分为液体发酵、固体发酵和高浓度发酵。可分为液
50、体发酵、固体发酵和高浓度发酵。液液体体发发酵酵是是指指固固体体含含量量在在10%10%以以下下，发发酵酵物物料料呈呈流流动动态态的的液液状状物物质质的的厌厌氧氧发发酵酵，如如有有机机废废水水的的厌厌氧氧处处理理，农农村村水水压压式式沼沼气气池池的的发酵等。发酵等。固固体体发发酵酵又又称称干干发发酵酵，其其原原料料总总固固体体含含量量在在20%20%左左右右，物物料料中中不不存存在在可可流流动动的的液液体体而而呈呈固固态态，发发酵酵过过程程中中所所产产沼沼气气甲甲烷烷含含量量较较低低，气气体体转转化化效效率率较较差差，适适用用于于垃垃圾圾发发酵酵和和农农村村部部分分地地区区特特别别是缺水的北方地
51、区的禽畜粪便处理。是缺水的北方地区的禽畜粪便处理。高高浓浓度度发发酵酵介介于于液液体体废废酵酵和和固固体体废废酵酵之之间间，发发酵酵物物料料的的总总固固体体含含量量一一般般为为15-20%15-20%，适适用用于于农农村村的的沼沼气气发发酵酵，粪粪便便的的厌厌氧氧发发酵酵等。等。（4 4）按发酵方式分类）按发酵方式分类按按发发酵酵阶阶段段划划分分，厌厌氧氧发发酵酵可可分分为为一一步步 ( (单单级级) )发发酵酵、二二步步( (或或两两相相) )发酵或多步发酵。发酵或多步发酵。1 1一一步步发发酵酵 是是指指最最常常见见的的发发酵酵类类型型。简简单单地地说说。就就是是产产酸酸和和产产甲甲烷烷是
52、是在在同同一一装装置置中中进进行行。单单级级发发酵酵对对处处理理废废水水废废物物中中的的BODBOD来来说，不如两级或多级理想，但从获得能源的角度来说是可行的。说，不如两级或多级理想，但从获得能源的角度来说是可行的。2 2两两相相发发酵酵 它它是是根根据据产产酸酸和和产产甲甲烷烷两两个个不不同同阶阶段段是是由由两两类类不不同同的的微微生生物物所所调调节节的的原原理理而而设设计计的的。这这两两类类微微生生物物在在生生理理学学、营营养养需需要要、生生长长和和代代谢谢特特征征、对对环环境境的的要要求求和和对对环环境境刺刺激激的的敏敏感感性性等等方方面面有有重重大大差差异异。两两级级发发酵酵能能大大大
53、大提提高高产产气气量量和和挥挥发发性性固固体体的的分分解解效效率率，缩缩短短发发酵酵周周期期，节节约约成成本本和和运运转转费费用用，还还能能更更有有效效地地进进行废物处理。其工艺流程为：行废物处理。其工艺流程为：（1 1）纤维素原料进行化学水解（如采用酸、碱），产生一定浓度）纤维素原料进行化学水解（如采用酸、碱），产生一定浓度的葡萄糖，进入酸消化器发酵产酸，或者是将原料直接加入酸的葡萄糖，进入酸消化器发酵产酸，或者是将原料直接加入酸消化器。消化器。（2 2）加入接种物。一般加入各种活性污泥或消化器排出物。）加入接种物。一般加入各种活性污泥或消化器排出物。（3 3）维持酸消化器的适宜发酵条件，使
54、产酸菌达到优势生长，大）维持酸消化器的适宜发酵条件，使产酸菌达到优势生长，大量产生挥发酸。为此，必须控制量产生挥发酸。为此，必须控制pHpH在在5.75.7左右，最多不能超过左右，最多不能超过6.06.0，适宜，适宜EhEh为为240240mVmV，温度温度2222左右。采用加大纤维素浓度左右。采用加大纤维素浓度可降低可降低pHpH，提高产酸量。这一阶段的发酵产物为挥发酸，如乙提高产酸量。这一阶段的发酵产物为挥发酸，如乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸等，其中乙酸含量最高。酸、丙酸、丁酸、异丁酸等，其中乙酸含量最高。（4 4）维持适宜的甲烷发酵条件。将酸消化器产生的大量挥发酸排）维持适宜的甲烷发酵条件。
55、将酸消化器产生的大量挥发酸排入甲烷消化器。控制入甲烷消化器。控制pHpH在在7.47.47.57.5，适宜，适宜EhEh为为330330mVmV，适宜温适宜温度度36363737。（5 5）排气）排气两相发酵的一般步骤水压式沼气池是我国农村目前推广的主要池型，它合并发酵和贮气水压式沼气池是我国农村目前推广的主要池型，它合并发酵和贮气于同一空间内，于同一空间内，下部为发酵间，上部为贮气间。发酵时所产生的气下部为发酵间，上部为贮气间。发酵时所产生的气体从水中逸出后，聚集于贮气间，使贮气间压力不断升高。这样发体从水中逸出后，聚集于贮气间，使贮气间压力不断升高。这样发酵料液就被不断升高的气压压进水压间
56、，使水压间水位上升，直至酵料液就被不断升高的气压压进水压间，使水压间水位上升，直至池内气压和水压间与发酵间的水位差所形成的压力相等为止。产气池内气压和水压间与发酵间的水位差所形成的压力相等为止。产气越多，水位压就越大，压力也越大。当沼气被利用时，池内气体降越多，水位压就越大，压力也越大。当沼气被利用时，池内气体降低，水压间的料液便返回发酵间。这样，随着气体的产生和被利用，低，水压间的料液便返回发酵间。这样，随着气体的产生和被利用，水压间和发酵间的水位差也不断变化，始终保持与池内气压相平衡。水压间和发酵间的水位差也不断变化，始终保持与池内气压相平衡。常用发酵器 浮罩式沼气池与水压式沼气池的区别在
57、于：浮罩式沼气池与水压式沼气池的区别在于：以浮罩代替气箱以浮罩代替气箱。产气时，沼气输。产气时，沼气输入入浮罩中贮存；用气时，沼气由浮罩内输出。浮罩式沼气池有两种浮罩中贮存；用气时，沼气由浮罩内输出。浮罩式沼气池有两种“顶浮罩式沼顶浮罩式沼气池气池”（图（图5）和）和“分离浮罩式沼气池分离浮罩式沼气池”（图（图6）。）。 顶浮罩式沼气池多用作小型沼气池，分离浮罩式沼气池既可小型沼气池，又可顶浮罩式沼气池多用作小型沼气池，分离浮罩式沼气池既可小型沼气池，又可用作大、中型沼气工程。用作大、中型沼气工程。 浮罩式沼气池的优点是：沼气输出压强恒定，给沼招气燃烧器的使用带来方便；浮罩式沼气池的优点是：沼
58、气输出压强恒定，给沼招气燃烧器的使用带来方便；发酵间的压强小，减少了沼气和料液的渗漏。所产生的沼气，另外贮存于红泥塑发酵间的压强小，减少了沼气和料液的渗漏。所产生的沼气，另外贮存于红泥塑料气袋或浮罩贮气柜中，则称为气袋式或分离浮罩式沼气池。料气袋或浮罩贮气柜中，则称为气袋式或分离浮罩式沼气池。 常用发酵器（1 1）厌氧条件）厌氧条件产产酸酸阶阶段段的的不不产产甲甲烷烷微微生生物物大大多多数数是是厌厌氧氧茵茵，需需要要在在厌厌氧氧的的条条件件下下，把把复复杂杂的的有有机机物物质质分分解解成成简简单单的的有有机机酸酸等等。而而产产气气阶阶段段的的产产甲甲烷烷细细菌菌更更是是专专性性厌厌氧氧菌菌，不
59、不仅仅不不需需要要氧氧，氧氧对对产产甲甲烷烷细细菌菌反反而而有有毒毒害害作作用用，培培养养中中要要求求氧氧化化还还原原电电位位在在-330-330毫毫伏伏以以下下。因因此此，必必需需创创造厌氧的环境条件。造厌氧的环境条件。甲甲烷烷菌菌的的生生长长需需要要严严格格的的厌厌氧氧环环境境，在在有有氧氧的的环环境境中中，甲甲烷烷菌菌不不增增长长而而受受到到抑抑制制，但但并并不死亡。不死亡。沼气发酵的工艺条件及其控制沼气发酵的工艺条件及其控制沼气发酵的工艺条件及其控制沼气发酵的工艺条件及其控制（2 2）温度）温度沼沼气气发发酵酵与与温温度度有有密密切切的的关关系系。一一般般来来讲讲，池池内内发发酵酵液液
60、温温度度在在1010以以上上，只只要要其其他他条条件件配配合合得得好好( (如如酸酸碱碱度度适适宜宜，发发酵酵菌菌多多) )就就可可以以开开始始发发酵酵，产产生生沼沼气气。不不过过在在一一定定范范围围内内，温温度度愈愈高高微微生生物物活活性性愈愈强强。多多年年的的试试验验结结果果表表明明，代代谢谢速速度度在在35-3835-38有有一一个个高高峰峰，50-6550-65有有另另一一高高峰峰。一一般般厌厌氧氧发发酵酵常常控控制制在在这这两两个个温温度度内内，以以获获得得尽尽可可能能高高的的降降解解速速度度，前前者者称称为为中中温温发发酵酵，后后者者称称为为高高温温发酵，低于发酵，低于2020的称
61、为常温发酵。的称为常温发酵。甲甲烷烷菌菌对对温温度度的的急急剧剧变变化化非非常常敏敏感感，即即使使温温度度只只降降低低22，也也能能立立即即产产生生不不良良影影响响，产产气气下下降降，温温度度再再次次上上升升才才又又开开始始慢慢慢慢恢恢复复其其活活性性。另另一一方方面面，如如果果温温度度上上升升过过快快，当当出出现现很很大大温温差差时时会会对对产产气气量量产产生生不不良良影影响响。因因此此，厌厌氧氧发发酵酵过过程程还还要要求求温温度度相相对对稳稳定定，一一天天内内的的变变化化范围在范围在22内为宜内为宜。 （3）pHw沼沼气气池池正正常常发发酵酵时时，通通常常是是微微碱碱性性环环境境，pHpH
62、值值大大都都是是在在7.07.07.57.5。对对于于大大中中型型沼沼气气发发酵酵工工程程来来说说，pHpH值值通通常常是是一一个个重重要要的的监监测测指指标标，其其目目的的是是在在pHpH刚刚发发生生下下降降时时，通通过过调调整整进进料料或或采采取取其其他措施使发酵正常。他措施使发酵正常。w在在发发酵酵过过程程中中，pHpH的的变变化化规规律律是是：在在发发酵酵初初期期由由于于产产酸酸菌菌的的作作用用，有有机机酸酸大大量量形形成成，pHpH下下降降。随随着着发发酵酵时时间间的的延延长长，蛋蛋白白质质水水解解菌菌和和氨氨化化细细菌菌的的作作用用，产产生生缓缓冲冲剂剂氨氨，中中和和有有机机酸酸并
63、并形形成能缓冲发酵液成能缓冲发酵液pHpH环境的相应盐类。环境的相应盐类。w在在正正常常情情况况下下，沼沼气气发发酵酵的的pHpH是是一一个个自自然然平平衡衡的的过过程程，一一般般不不需需调调节节。只只有有在在配配料料和和管管理理不不当当的的情情况况下下才才会会出出现现挥挥发发酸酸的的大大量积累，量积累，pHpH下降。调节措施有：下降。调节措施有： （1 1）稀释发酵液的挥发酸，提高稀释发酵液的挥发酸，提高pHpH。 （2 2）采用加草木灰或适量氨水来提高采用加草木灰或适量氨水来提高pHpH。 （3 3）用用石石灰灰水水调调节节pHpH，特特别别是是当当发发酵酵液液过过酸酸时时。但但需需特特别
64、别指指出出的的是是，加加石石灰灰水水调调节节时时，一一定定要要采采用用澄澄清清液液，同同时时也也要要保保证证与与发发酵酵液液充充分分混混合合。否否则则强强碱碱区区域域内内微微生生物物的的活活性性要要受受到到破破坏坏。另另外外，在在沼沼气气池池加加入入石石灰灰后后，会会与与池池中中的的COCO2 2结结合合生生成成碳碳酸酸钙钙沉沉淀淀。COCO2 2是是氢氢的的受受体体，接接受受氢氢而而形形成成甲甲烷烷。COCO2 2过过份份减减少少，厌氧代谢就要受到抑制。厌氧代谢就要受到抑制。 （4）营养和原料处理1.1.充充足足的的发发酵酵原原料料是是产产生生沼沼气气的的物物质质基基础础。各各种种微微生生物
65、物在在其其生生命命活活动动过过程程中中不不断断地地从从外外界界吸吸收收营营养养，以以构构成成菌菌体体和和提提供供生生命命活活动动所所需需的的能能量量。同同时时，在在降降解解有有机机质质过过程程中中形形成成许许多多中中间间代代谢谢产产物物。厌厌氧氧发发酵酵要要求求的的碳碳氮氮比比例例并并不不十十分分严严格格，原原料料的的碳碳氮氮比比例为例为15-3015-30：1 1，即可正常发酵。，即可正常发酵。2.2.磷磷素素含含量量( (以以磷磷酸酸盐盐计计) )一一般般要要求求为为有有机机物物量量的的1/10001/1000。磷磷素素与与碳之比以碳之比以5 5：1 1为好。为好。3.3.在在废废水水处处
66、理理中中，进进行行厌厌氧氧发发酵酵时时，要要求求废废水水中中必必须须含含有有适适于于微微生生长长的的营营养养成成分分。氮氮氨氨比比要要适适宜宜。氮氮素素太太少少，则则构构成成菌菌体体的的量量少少，同同时时，发发酵酵液液的的缓缓冲冲力力减减小小，pHpH下下降降，抑抑制制发发酵酵。相相反反，氮氮素素过过多多，由由于于氨氨基基酸酸等等分分解解生生成成的的氨氨量量比比有有机机酸酸多多，使使pHpH上上升到升到8 8以上，而抑制气体化过程。以上，而抑制气体化过程。（5）搅拌1.1.在在常常规的的发酵酵池池，发酵酵液液通通常常自自然然分分为四四层，从从上上到到下下分分别为浮浮渣渣层、上上清清层、活活性性
67、层和和沉沉渣渣层。搅拌拌的的目目的的是是发酵酵原原料料分分布布均均匀匀，增增加加微微生生物物与与原原料料的的接接触触面面，加加快快产气气速速度度，提提高高产气气量量、提提高高原原料料利利用用率率。同同时也也可可防防止止原原料料浮浮面面结壳壳，产生生的的沼气沼气释放不出来。放不出来。2.2.我我国国农村村的的沼沼气气发酵酵原原料料以以秸秸杆杆、杂草草和和树叶叶等等为主主，更更需需搅拌才能达到好的拌才能达到好的发酵效果。酵效果。搅拌的方法有三种：拌的方法有三种： （1 1）机械搅拌）机械搅拌 在池内安装叶轮进行搅拌。在池内安装叶轮进行搅拌。 （2 2）气气搅搅拌拌 将将沼沼气气从从池池上上部部抽抽
68、出出后后，又又从从池池底底压压进进去去，产产生生强大的气流，达到搅拌的目的。强大的气流，达到搅拌的目的。 （3 3）液液搅搅拌拌 从从出出料料间间将将发发酵酵液液抽抽出出，然然后后从从进进料料口口冲冲入入沼沼气气池，产生强大的液体回流，达到搅拌的目的。池，产生强大的液体回流，达到搅拌的目的。（6）添加剂和有毒物质1.1.在在发发酵酵液液中中添添加加少少量量有有益益的的化化学学物物质质，有有助助于于促促进进厌厌氧氧发发酵酵，提提高高产产气气量量和和原原料料利利用用率率。分分别别在在发发酵酵液液中中添添加加少少量量的的硫硫酸酸锌锌、磷磷矿矿粉粉、炼炼钢钢渣渣、碳碳酸酸钙钙、炉炉灰灰等等均均可可不不
69、同同程程度度地地提提高高产产气气量量、甲甲烷烷含含量量以以及及有有机机物物质质的的分分解解率率，其其中中以以添添加加磷磷矿矿粉粉的的效效果果为为最佳。最佳。2.2.在在发发酵酵液液中中添添加加纤纤维维素素酶酶，能能促促进进纤纤维维素素分分解解，提提高高稻稻草草的的利利用用率率，使使产产气气量量提提高高34-59%34-59%。添添加加少少量量活活性性碳碳粉粉末末则则可可以以提提高高产产气气2-42-4倍倍。添添加加浓浓度度为为0.01%0.01%的的表表面面活活性性剂剂“叶叶温温2020”，则则可可降低表面张力，增强原料和菌的接触，产气量最高可增加降低表面张力，增强原料和菌的接触，产气量最高可
70、增加40%40%。3.3.有有许许多多化化学学物物质质能能抑抑制制发发酵酵微微生生物物的的生生命命活活力力，统统称称为为有有毒毒物物质质。有有毒毒物物质质的的种种类类很很多多。沼沼气气发发酵酵菌菌对对它它们们有有一一定定的的忍忍耐耐程程度，超过允许浓度，常使沼气发酵受阻。度，超过允许浓度，常使沼气发酵受阻。4.4.有有毒毒物物质质的的种种类类很很多多，有有无无机机和和有有机机的的、有有植植物物性性的的和和矿矿物物性性的物质。的物质。有害物质的允许浓度（7）接种物厌厌氧氧发发酵酵中中菌菌种种数数量量的的多多少少和和质质量量的的好好坏坏直直接接影影响响沼沼气气的的产产生生。在在处处理理废废水水时时
71、，由由于于废废水水中中含含有有的的沼沼气气菌菌数数量量比比较较少少，所所以以开开始始时时必必须须接接种种。不不同同来来源源的的厌厌氧氧发发酵酵接接种物，对产气和气体组成有不同的影响。种物，对产气和气体组成有不同的影响。酒酒厂厂、屠屠宰宰场场和和城城市市下下水水污污泥泥活活性性较较强强，可可直直接接做做为为接接种种物物添添加加。添添加加接接种种物物可可促促进进早早产产气气，提提高高产产气气率率。也也可可把把现现有有污污水水处处理理场场和和工工业业厌厌氧氧发发酵酵罐罐的的发发酵酵液液作作为为“种种”使使用用，以以缩缩短短菌菌体体增增殖殖的的时时间间。需需注注意意的的是是进进行行高高温温发发酵酵时时的的必必须须用用高高温温发发酵酵的的发发酵酵液液作作种种，进进行行中中温温发发酵酵的的必必须须用用中中温温发发酵酵的的发发酵酵液液作作种种。不不能能指指望望中中温温发发酵酵的的菌菌群群在在高高温温条条件件下下得得到到良良好好的的效效果果。因因为为，两两个个不不同同的微生物类群，具有不同的生理特性。的微生物类群，具有不同的生理特性。
