堆肥场臭气的产生及预防措施

堆肥场臭气的产生及预防措施前言近年来的实践证明，利用畜禽排泄物和农作物秸秆堆肥生产有机肥料是一种很好的方法，但是在生产有机肥料的过程中常伴随着臭气的产生，臭气成为影响堆肥发展的重要制约因素。我侧重介绍臭气产生的原因，同时在堆肥中如何预防，仅供各位同行讨论交流。黄教授侧重已经产生的臭气如何去除。第2页,共48页，2024年2月25日，星期天1、恶臭的危害恶臭物质通常不会导致严重的健康问题,但会对人们产生心理上的影响,使人食欲不振、头昏脑胀、恶心、呕吐。硫化氢、硫醇、胺类、氨等可直接对呼吸系统、内分泌系统、循环系统及神经系统产生危害,它具有大气污染和有害气体污染的两重性。第3页,共48页，2024年2月25日，星期天情况严重时,臭气还可使公众的自尊心受到伤害；使人们对垃圾处理设施投资失去信心,导致市场衰退,土地失去出租价值,税收下降,产值和销售额下降。如美国明尼苏达州和佛罗达州的生活垃圾堆肥厂因产生恶臭被迫停产,当地政府和公众要求其设置恶臭的封闭、控制系统。第4页,共48页，2024年2月25日，星期天第5页,共48页，2024年2月25日，星期天堆肥有机物+好氧细菌细胞物质新陈代谢废物（NH3，CO2，H2O)堆肥有机物+厌氧细菌细胞物质新陈代谢废物（硫化物、胺类化合物、甲烷等）合成合成。2、臭气的产生与散发第6页,共48页，2024年2月25日，星期天运输过程使用封闭的运输车辆运输半干物料减少在堆肥场地的洒落，定期水冲洗、清扫避免大面积铺开晒肥料（散发臭气面积太大）第7页,共48页，2024年2月25日，星期天预处理过程

破碎和分选适当封闭破碎分选空间，避免臭气散发第8页,共48页，2024年2月25日，星期天堆肥过程堆肥过程中,蛋白质、氨基酸会因微生物的活动而进行脱羧作用和脱氨作用,这是堆肥过程中臭味产生的主要因素。脱羧作用在pH值4～5的条件下产生胺及含硫化合物;在高pH值条件下,氨基酸脱氨生成NH3

和挥发性脂肪酸(VFA)，硫化氢(H2S)溶于水呈酸性,第9页,共48页，2024年2月25日，星期天pH值越高溶解越多,释放越少;NH3溶于水呈碱性,pH值越低溶解越多,释放越少。好气条件可产生较多的NH3,而H2S产生量较少;厌氧条件下则正相反。水分也是影响臭气产生的因素之一,水分含量大,通气受到影响,发生厌氧酵解,VFA、H2S及粪臭素等产生量增加,恶臭增强。第10页,共48页，2024年2月25日，星期天和温度有关---以猪粪为例猪粪堆肥的升温及高温期,pH值较高,脱氨作用占主导,氮类物质被微生物分解为NH4+

－N,NH4+

－N的快速积累使pH值进一步提高。NH4+

－N一部分被微生物进一步转化为NO3

-－N和生物量态氮,另一部分则在堆温达到50℃以上、pH>7的环境中,与其它大多数挥发性有机物一起以气态挥发。这不仅是堆肥恶臭产生的主要原因及形式,而且也是堆肥氮类物质损失的主要形式之一。据报道,这种形式的损失占铵态氮的10%～100%。由于高pH值会抑制脱羧作用,并使脱羧作用所产生的硫化氢溶解。因此,猪粪堆肥过程中臭气的主要形式是氨气,它主要产生在堆肥的高温期。第11页,共48页，2024年2月25日，星期天废水生产中产生的废水，直接流淌，敞开式废水池，导致臭味散发。建议封闭，建设沼气池。沼液通过氧化塘，生长植物，植物新鲜植株捞取做堆肥。第12页,共48页，2024年2月25日，星期天3、堆肥中臭气的分子组成硫化物、氨类、低级脂肪胺、芳烃、羟基化合物、醇类、低级脂肪酸及吲哚等八类。其中氨气和硫化氢是主要的恶臭气体。第13页,共48页，2024年2月25日，星期天不同臭气分子的臭味特点第14页,共48页，2024年2月25日，星期天低浓度的氨气,对黏膜有刺激作用,可引起结膜、上呼吸道黏膜充血、水肿；高浓度的氨气，可引起呼吸道深部损伤。空气中如含0.1%氨气就会迅速引起头疼晕眩等症状,吸入大量氨气会造成昏迷或死亡。氨气的产生原因一是由于畜禽粪便C/N值较低,二是由于氧气充足时含N有机化合物的分解,使得有机氮降解为NH3-N,大部分NH3-N无法被微生物同化而逸出产生恶臭。氨气第15页,共48页，2024年2月25日，星期天硫化氢也是一种主要的臭气化合物,其气体产生难闻的恶臭（臭鸡蛋气味）。厌氧条件下（如水分过多，使堆肥物质粒子之间充满水，有碍于通风，从而造成厌氧状态，不利于好氧微生物生长），厌氧细菌会将有机物分解为不彻底的氧化产物,如含硫化合物(H2S、SO2

、硫醇类等)。硫化氢第16页,共48页，2024年2月25日，星期天堆肥产臭气产生的实例第17页,共48页，2024年2月25日，星期天二、堆肥过程中恶臭气体的预防控制恶臭的首要方法是使堆肥过程充分高效地进行。这一目的的实现需要对堆肥结构、通气方式、外加物质等方面进行优化与控制。在堆肥过程中,可以减少恶臭产生的主要方法有下面几种：第18页,共48页，2024年2月25日，星期天1、确保好氧环境

使堆肥颗粒大小适中,既确保氧气能从外界渗入,防止厌氧环境的形成,又保证堆肥内部达到最佳的温度。对于通气式堆肥系统,肥料堆的高度一般<2.7m。高温及时翻堆，避免氨气过度挥发。第19页,共48页，2024年2月25日，星期天2、适当通风，且规律性地翻堆如果肥料太湿或者通风条件不适宜,就会在厌氧过程中产生恶臭气体。因此,要确保足够的氧气供应量,为堆肥选择合理的通风率。通风量过低,会形成厌氧的堆肥环境,产生大量的恶臭物质。通风量过高,尽管提高了供氧量,使得恶臭物质产生量减少,但由于风量大,也可能导致恶臭物质的总散发量增大。第20页,共48页，2024年2月25日，星期天奥地利通风技术

颐奥特自动化系统集成（大连）有限公司第21页,共48页，2024年2月25日，星期天有人对好氧堆肥反应器的三种通气模式进行了研究,第一种是底部进气,第二种是顶部抽气,第三种和第一种相同,但增加了进气量并在釜顶设置了大型排气扇,从而保持釜内的微弱负压。中试表明第三种方式控制臭气最有效。第22页,共48页，2024年2月25日，星期天3、尽量使堆肥疏松、干燥如果有机物料进入堆肥厂时,已经厌氧并产生恶臭,需将其尽快转为好氧状态。通常采取的措施为掺入粗糙、干燥的枝杈来增加进料的空隙使氧气渗入。另外,也可根据原料混合程度的不同,以及肥堆的空隙来进行不同频率的翻堆。秸秆（稻草）不粉碎，改变通气（常州谷润）。第23页,共48页，2024年2月25日，星期天4、在肥料堆中掺入某些物质除臭菌对生活垃圾具有明显的除臭效果,可有效减少堆肥发酵过程中产生的恶臭。在堆肥初始物料中加入草木灰和碳,在改善堆肥产物质量的同时降低恶臭的排放。调节C/N比例，增加碳源物质，使氨充分被微生物吸收。加入少量掩蔽剂，改变臭气的敏感度。第24页,共48页，2024年2月25日，星期天掩蔽剂即用天然芳香油、香料等芳香物质掩蔽恶臭。对H2S可用松叶油、香叶油、橙皮油等;对含氮的可用薄荷油、肉桂油等。其原理是用气味比恶臭物质更强烈的香气物质掩蔽恶臭的作用,两者的气味混合,相互抵消,从而减轻或完全消除臭气的刺激,从而提高食欲。如用甘草、白术、苍术、茴香等饲喂肉猪,使猪舍臭味降低。第25页,共48页，2024年2月25日，星期天除臭微生物EM微生物乳酸菌、光合细菌、酵母菌、乙酸菌第26页,共48页，2024年2月25日，星期天2010年江苏省社会发展项目一种新型垃圾除臭微生物复合菌剂的开发，江苏省社会发展项目(BE2010708)丹阳尚德生物科技有限公司/南京师范大学第27页,共48页，2024年2月25日，星期天第28页,共48页，2024年2月25日，星期天第29页,共48页，2024年2月25日，星期天第30页,共48页，2024年2月25日，星期天国内著名品牌“万洁芬”微生物源抗菌除臭剂“万洁芬”是由柠檬酸、苹果酸和乳酸等生物有机酸以及乳酸菌、酵母菌和光合菌等多种有益菌产生的生物酵素所组成的一种纯生物源的新型抗菌除臭剂。第31页,共48页，2024年2月25日，星期天微生物除臭法除臭原理：微生物除臭基本上分为3个过程:首先,将部分臭气由气相转变为液相的传质过程;其次,溶于水中的臭气通过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物吸收,不溶于水的臭气先附着在微生物体外,由微生物分泌的细胞外酶分解为可溶性物质,再渗入细胞;第三,是臭气进入细胞后,在体内作为营养物质为微生物所分解、利用,使臭气得以去除。第32页,共48页，2024年2月25日，星期天恶臭治理的方法基本上是采用物理和化学和生物手段，或者是这几种方法的组合。一般认为物化方法具有能耗高，投资大，易产生二次污染等缺点。微生物除臭利用微生物的降解作用，把恶臭物质分解转化成CO2，H2O,N2，硫酸盐等无害物质。因此近年来生物法控制臭气技术的发展和应用越来越多。第33页,共48页，2024年2月25日，星期天

微生物除臭是多种微生物共同作用的结果。多种微生物共同作用更有利于吸收、分解产生的SO2、H2S、CH4等具恶臭味的有害气体。同时,这些微生物又可以产生无机酸,形成不利于腐败微生物生活的酸性环境,并从根本上降解分解时产生恶臭气体的物质。第34页,共48页，2024年2月25日，星期天场区边缘栽培植物在厂区边缘，栽培桂花，香樟，法桐，种植薄荷等植物，通过植物吸收场区散发的臭气，同时利用植物自身的香味掩盖臭气。第35页,共48页，2024年2月25日，星期天三、恶臭气体的微生物去除第36页,共48页，2024年2月25日，星期天1、生物过滤法生物过滤法是最早被研究和使用的一种处理挥发性有机污染物和除臭的生物技术。1923年Bach就曾利用土壤过滤床去除污水处理厂散发的含硫化氢等恶臭物质的气体。目前生物过滤器已经在各种各样的工业中被应用于处理恶臭物质和潜在的气体污染物。堆肥工业扩大了对生物过滤器的使用范围,这种技术越来越被重用。结构：载体+微生物。发酵好的有机肥，可以作为滤床。第37页,共48页，2024年2月25日，星期天2、生物洗涤法生物洗涤装置通常由一个装有填料的洗涤器和一个具有活性污泥的生物反应器构成。在洗涤器内,气水逆流接触,使废气中的污染物与填料表面的水接触,被水吸收而转入液相,从而实现质量传递过程。如果污染物的浓度较低、水溶性较高,则极易被水吸收,带入生物反应器。在生物反应器内,污染物通过活性污泥中微生物的氧化作用,最终被去除,这种技术适用于水溶性好的气体。第38页,共48页，2024年2月25日，星期天3、生物滴滤法生物滴滤法被认为是介于生物过滤法和生物洗涤法之间的处理技术。生物滴滤器(填充塔型脱臭法)出现于20世纪80年代后期,它具有装置合理、高效和占地面积少等优点。它的结构与生物过滤器相似,不同之处在于其顶部设有喷淋装置,而且生物滴滤器所用的滤料通常由非有机质的惰性材料构成,一般也不需要更换。废气中污染物的吸收和生物降解同时发生在一个反应装置内。第39页,共48页，2024年2月25日，星期天滴滤池内填充填料,循环水不断喷洒在填料上,填料表面被微生物形成的生物膜所覆盖。废气通过滴滤池时,废气中的污染物被微生物降解。使用的填料主要作为生物膜的载体,要求具有较好的布水布气的性能,较高的空隙率,并且在高负荷情况下不容易发生堵塞现象。滴滤器内的喷淋装置能够比较容易地控制滤料层内的湿度,而且喷淋液中往往还添加微生物生长所需的营养物质(如N、P和S、K、Ca、Fe等微量元素)和pH值缓冲剂。第40页,共48页，2024年2月25日，星期天4、曝气式生物除臭法该方法是单一使用液相介质来去除恶臭物质的生物法,它是1974年日本福山等率先提出的,与废水处理厂生物曝气类似,只是用臭气代替空气注入活性污泥曝气池中进行脱臭,活性污泥经过3d左右时间的驯化后,其中的微生物即可分解恶臭成分。这种方法适用各种不同不超过极限负荷量的恶臭气体,可以处理各种不同的恶臭成分(H2S、胺类化合物、低级醇醛、低级脂肪酸等),其去除效率均可高达99.52%以上。它的处理效率受活性污泥浓度、曝气强度、溶解氧、营养盐的投加、pH值等因素影响。一般活性污泥浓度控制在5000～10000mg/L为宜。第41页,共48页，2024年2月25日，星期天5、组合式生物脱臭方法由于堆肥过程恶臭组分及其性质的多样性,加上各种处理措施都有其局限性,因此单一的生物净化方法对臭气的净化性能往往不稳定,