好氧生物降解制堆肥课件

1、第八章 固体废物的生物处理,本章主要介绍一种利用自然界普遍存在的微生物对固体废物进行无害化和资源化的处理技术。 自然界的许多微生物具有降解有机固体废物的能力，通过生物转化，将固体废物中的有机成分转化为腐殖肥料、沼气或其他化学转化品，如饲料蛋白、乙醇或糖类，从而实现固体废物无害化和资源化。 目前固体废物生物处理技术主要包括好氧堆肥技术和厌氧发酵技术。,8.1 好氧堆肥,随着绿色有机农业的兴起、堆肥技术的进步和环境标准的提高，堆肥又开始受到重视。 一方面，堆肥是有机肥，有益于改善土壤性能、提高肥力、维持农作物长期的优质高产； 另一方面，有机固体废物数量逐年增加，对其处理的卫生要求日益严格，并从节省

2、资源与能源角度，堆肥是实现有机废物无害化和资源化的重要手段。,8.1堆肥化的概念,堆肥化 堆肥化（composting) ：在人工控制条件下，利用自然界中广泛存在的微生物，有控制地促进固体废物中可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物学过程。 欧洲国家的堆肥化定义：在有控制的条件下，微生物对固体、半固体的有机废物进行好氧的中温或高温分解，并产生稳定腐殖质的过程。,堆肥(compost) ： 利用微生物对有机垃圾进行分解腐熟而形成的肥料。,堆肥（composting）的基本概念包括两方面的含义，即堆肥化和堆肥产物。,可堆肥化的原料 城市生活垃圾 污泥：主要是生活污水及部分工业废水的水处理设施

3、排放的污泥 禽畜粪便 泔脚和食品废物 农林废物,堆肥化垃圾处理技术的意义 可以实现垃圾处理的资源化，减少垃圾对环境的污染； 可以将固体废物中的有用组分回用至自然循环系统； 可以将固体废物中的有机固体转换成有用的物质和能源。,堆肥化技术的发展历史 1925年，英国人A. Howard首先在印度提出了堆肥化技术。 1933年，丹麦的Dano法，它是一种利用回转窑发酵仓进行好氧发酵的方法，标志着连续性机械化堆肥 工艺的开端。 元代农书：粪屋之中，凿为深池，筑以砖壁，勿使渗漏，凡扫除之土，燃烧之灰，簸扬之糠秕，断蒿落叶，积而焚之，沃以粪汁，积之即久，不觉甚多，凡欲播种，筛去瓦石，取其细者，和匀种子，疏

4、把撮之，待其苗长，又撒以壅之，何患收成不倍厚也哉。,8.2堆肥化的原理及影响因素与控制,堆肥化原理 堆肥化过程 堆肥化过程的影响因素,8.2.1 堆肥化的原理,好氧堆肥的原理 好氧堆肥是在通气良好、氧气充足的条件下借助好氧微生物的生命活动降解有机物，通常好氧堆肥堆温高，一般在5560，极限温度可达8090，所以也称高温堆肥。 首先是垃圾中的可溶性物质透过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物直接吸收； 其次不溶的胶体有机质先被吸附在微生物体外，然后依靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性物质，再渗入细胞。 有机物质主要通过分解代谢和合成代谢而被降解。,堆肥化有机物分解过程可以表示如下： 有机物的氧化 不含氮

5、有机物（CxHyOz）的氧化,含氮有机物（CsHtNuOvaH2O）的氧化,细胞质的合成（包括有机物的氧化，并以NH3作氮源）,细胞质的氧化,总的氧化分解过程,纤维素降解为例,厌氧堆肥原理 厌氧堆肥是在缺氧条件下利用厌氧微生物进行的一种腐败发酵分解，其终产物除CO2和水外，还有氨、硫化氢、甲烷和其他有机酸等还原性终产物，其中氨、硫化氢以及其他还原性终产物有令人讨厌的异臭，而且厌氧堆肥需要的时间也很长，完全腐熟往往需要几个月的时间。传统的农家堆肥就是厌氧堆肥。,厌氧堆肥过程主要分成两个阶段： 第一阶段是产酸阶段，产酸菌将大分子有机物降解为小分子的有机酸和乙醇、丙醇等物质，并提供部分能量因子ATP

6、，以乳酸菌分解有机物为例：,厌氧过程没有氧分子参加，酸化过程中产生的能量较少，许多能量保留在有机酸分子中，在甲烷菌作用下以甲烷气体形式释放出来，厌氧堆肥的特点是反应步骤多，速度慢，周期长。,8.2.2 堆肥化过程,好氧堆肥过程 根据温度的变化，分为四个阶段,潜伏阶段（亦称驯化阶段）：指堆肥化开始时微生物适应新环境的过程。,中温阶段：也称产热阶段，主要是指堆肥过程初期，堆体基本处于1545。此时，嗜温菌活跃，并利用可溶性小分子物质（糖类、淀粉等）不断增殖，在转换和利用化学能的过程中产生的能量超过细胞合成所需的能量，剩余能量主要以热能形式由内部释放。由于堆层热传导较慢，加之物料的保温作用，堆层内部

7、温度不断上升，以细菌、丝状真菌、放线菌为主的微生物迅速繁殖。,堆肥过程既是微生物生长、死亡过程，也是堆肥物料温度上升和下降的动态过程。,8.2.2 堆肥化过程,高温阶段：当堆体温度超过45时即进入高温阶段，此阶段主要进行的是难降解的半纤维素、纤维素等的降解，同时形成腐殖质。寄生虫卵等主要是在这个阶段被杀死。此时，嗜温菌活性受到抑制，甚至死亡，而嗜热菌逐渐替代嗜温菌，并迅速繁殖，在供氧条件下，大部分较难降解的有机物（蛋白质、纤维等）继续被氧化分解，同时放出大量热能。从废物堆积发酵开始不到1周时间，堆层温度就达到6570，或者更高。一般控制温度在5560。,参与有机生化降解的微生物有嗜温菌和嗜热菌

8、两种。 中温好氧的细菌和真菌（嗜温菌、发热） 好热性的细菌、放线菌和真菌（高温) 嗜热高温细菌和放线菌,高温阶段，嗜热菌按其活性，又可分为三个时期：对数增长期、减速增长期和内源呼吸期。 当微生物经历三个时期变化后，堆层中有机物质基本降解完全，嗜热菌因缺乏养料而停止生长，产热随之停止，堆肥的温度逐渐下降，当温度稳定在40，堆肥基本达到稳定，形成腐殖质。,降温熟化阶段(温度为40-环境温度) ：在内源呼吸期，微生物活性下降，发热量减少，温度逐渐下降至中温,并最后过渡到环境温度，剩余有机物大部分为难降解物质，腐殖质大量形成。 在温度下降的过程中，嗜温菌又重新开始活动，进一步分解残留有机物，腐质不断增

9、多，且趋于“稳定”，堆肥便进入腐熟阶段。,生物分解过程中产生的氨在这一阶段通过硝化细菌的作用转化为硝酸盐，其反应式为： 由于硝化细菌生长缓慢，只有在低于40的温度下才有活性，所以硝化反应通常是在有机物分解完成后才开始进行。氮在转化为硝酸盐后才能被植物吸收。因此熟化阶段对于生产优质堆肥是一个很重要的过程。,高温阶段，嗜热性微生物的活性，可细分为对数增长期、减速增长期和内源呼吸期三个亚阶段，即三个时期。,4 腐熟阶段(温度为4020),8.2.3 堆肥化过程的影响因素,有机质含量及营养比 有机质含量：适宜含量为2080%，最佳含量4060%，有机物含量低，不能提供足够的热能，影响嗜热菌繁殖，难以维

10、持高温发酵过程，并且产出的堆肥也会因肥效低而影响其应用。有机物含量大于80%时，堆制过程要求大量供氧，实践中常会因通风不利和供氧不足而发生部分厌氧过程。,有机质含量及营养比 C/N比 2535：1 若碳氮比过低（低于20:1），微生物的繁殖就会因能量不足而受到抑制，菌体衰老和自溶，导致分解缓慢且不彻底，氮源浪费和酶产量下降，余氮就会以氨的形式逸散，并可能污染环境。而一旦碳氮比过高（超过40:1），则在堆肥施入土壤后，将会发生夺取土壤中氮素的现象，产生“氮饥饿”状态，对作物生长产生不良影响。总的趋势是，随着堆肥发酵的进行，在整个过程中C/N逐渐下降。成品堆肥的适宜碳氮比为10:120:1之间。,

11、当有机原料的碳氮比为已知时（可通过分析测出），可按下式计算所需添加的氮源物质的数量：,有机质含量及营养比 除了C、N之外，P也是微生物必需的营养物质之一。堆肥化适宜的C/P比为75150。 堆肥原料的CP一般高于此值，排水污泥的CP低，可用来作为堆肥原料配料时的调整剂，调整堆肥原料的CP比。例如垃圾堆肥时添加污泥，就是利用污泥中丰富的P来调整堆肥原料的C/P比。,含水率 堆肥化过程水的主要作用为：一是溶解有机物，参与微生物的代谢活动，二是可以调节堆肥温度，当温度过高时，可以通过水分的蒸发，带走一部分热量。 堆肥发酵过程中应具备一定含量的水。适宜的含水率5565%，堆肥原料的含水率对发酵过程影响

12、很大。一般含水率低于40%时，堆肥发酵难以进行，含水率低于20%时，微生物将停止活动，但含水率过高（超过70%）会导致因空隙被水填满而减少空气量，甚至造成厌氧状态，温度难以上升，同时过多的水蒸发，会带走大部分的热量而使温度达不到嗜热菌活动要求，降低堆肥效果。,通风量 通风目的：1)供氧；2)调节温度；3)散除水分、CO2,适宜的通风量一般取0.61.8m3/(dkg挥发性固体) 或堆肥过程中适宜的氧浓度为1018%，最低不应小于8%,通风方法与控制 自然通风供氧 向肥堆内插入通风管(主要用在人工土法堆肥工艺) 利用斗式装载机及各种专用翻推机横翻堆通风 用风机强制通风供氧。,温度 温度是影响堆肥

13、中微生物种类和数量的最重要因素，实质是影响微生物的生长。随着堆肥温度的升高，微生物的生长随之加速。堆肥中的微生物种群通过自身活动产生热量，这反过来又影响着微生物种群。不同温度阶段微生物的优势种群不同。 温度控制与堆肥时间有关，一般控制在高温阶段时的温度为5560为宜，且55的时间不少于3天，以保证能够杀灭绝大部分的病原菌。,pH值 在堆肥化过程中，pH随着时间和温度的变化而变化。好氧堆肥初期，堆肥化过程伴随有有机酸的生成，它有利于微生物生存繁殖，pH一般可下降为5.06.0，而后又开始上升，发酵完成可达8.0，最终产品为7.08.0。 适宜的pH值是中性偏碱性，一般认为pH值在7.58.5时，

14、可获得最大堆肥速率。 在堆肥过程中，尽管pH不断变化，但都能够通过自身得到调节。,对用石灰调节再经真空过滤或加压脱水得到的污泥滤饼，其pH一般可高达12，当采用此种污泥滤饼作堆肥原料时，需作pH调整。,颗粒度 堆肥前需要对粗大垃圾进行破碎，并分选出不可堆肥化物质，并使堆肥物料粒度达到一定程度的均匀化。颗粒变小，物料比表面积增加，便于微生物繁殖，可以促进发酵过程。但如果颗粒太小，又会减小空隙率，降低透气性能，直接影响堆体的供氧量，一般适宜的粒径范围是1260 mm，具体的粒度要由堆肥工艺和产品的性能要求而定。 微生物的多样性与优势菌群的数量 提高堆肥初期微生物的群体，增强微生物的降解活性 缩短达

15、到高温期的时间 拌种分解有机物质能力强的微生物,8.3 堆肥工艺分类,堆肥化的分类 按堆肥化过程的需氧程度分好氧堆肥和厌氧堆肥 按温度要求分中温堆肥和高温堆肥 按发酵历程分为一次发酵和二次发酵 按堆肥化方式分类间歇堆积法和连续堆积法 按原料发酵所处的状态分静态发酵法和动态发酵法 按堆制方式分露天式堆肥和装置式堆肥,中温堆肥是指中温好氧堆肥，所需温度为1545。由于温度不高，不能有效地杀灭病原菌，因此目前中温堆肥较少采用。,一次发酵指从发酵初期开始，温度上升，进入高温阶段，然后到温度开始下降的整个过程，一般需1012天，其中高温阶段持续时间较长。实质是好氧堆肥的起始和高温两个阶段的微生物代谢过程

16、称为一次发酵或主发酵。 二次发酵是指物料经过一次发酵操作处理之后再次进入发酵状态，直到腐熟。物料经过一次发酵，还有一部分易分解和大量难分解的有机物存在，需将其送到后发酵室，堆成12米高的堆垛进行二次发酵，使之腐熟。此时温度持续下降，当温度稳定在40左右时即达腐熟，一般需2030天。,间歇式堆肥法(batch fermentation)是我国长期以来沿用的一种方法。原料分批发酵，间歇翻堆或间歇进出料。 原料一批一批地发酵，一批原料堆积完后不再添加新料，待完成发酵后成为腐殖土运出。该发酵工艺可露天进行，故又称为野积式堆肥或露天堆肥，也可建堆肥仓以进行全天候生产的，武汉100t/d垃圾处理实验厂即采

17、用该工艺，并建有堆肥仓。 该法要求场地坚实、不渗水，其面积需能满足处理所在城市废物排量的需要。,间歇式堆肥法首先要求对堆肥原料进行前处理，然后根据其含水率和C/N比，确定原料配比。国外利用城市固体废物生产堆肥的配料方法有三种：纯垃圾堆肥、垃圾粪便混合（7:3）堆肥、垃圾污泥混合（7:3）堆肥。我国一般是采用70%80%的垃圾与20%30%的稀粪配比。,间歇式发酵工艺一般采用二次发酵方式。第一次发酵采用机械强制通风，发酵10天，60高温保持5天以上，使肥料达到无害化，然后进行机械分选，去除非堆腐殖质。二次发酵一般在发酵仓进行，10天左右，可达到腐熟化。发酵仓有长方形池式、倾斜床式、立式圆筒式，并

18、配有通风管、搅拌装置。,连续式堆肥工艺(continuous fermentation)采取连续进料和连续出料方式发酵，原料一般在一个专设的发酵装置内完成中温和高温发酵过程。然后将物料运往发酵室堆成堆体，再熟化。 该法具有发酵时间短、堆肥质量高、能防臭、能杀灭病源微生物、成品质量高的特点。连续式堆肥可有效处理高有机质含量的原料，在一些发达国家广泛采用该工艺。,常用设备有 立式多段发酵塔(浆叶式发酵塔) 立式多层移动床式发酵塔 丹诺发酵器（卧式回转筒式发酵器） 筒仓式动态发酵仓,静态堆肥设施投资成本很低，但供氧不均匀，物料结块比较严重，容易产生厌氧环境，好氧微生物难以迅速均匀地繁衍，发酵周期长，

19、堆肥质量差。 与静态堆肥比，动态堆肥的效果要好得多。动态堆肥通过将物料充分翻拌和粉碎，使氧气可以充分均匀地分布，微生物繁殖速度加快，堆肥周期短，仅为静态堆肥周期的二分之一至三分之一，且堆肥效果明显优于静态堆肥。此外，动态堆肥占地面积远远小于静态堆肥，更适合经济比较发达，土地缺乏的城市。,露天式堆肥，即露天堆积，物料在开放的场地上堆成条垛或条堆进行发酵。通过自然通风、翻堆或强制通风方式，以供给有机物降解所需的氧气。这种堆肥所需设备简单，成本投资较低。其缺点是发酵周期长，占地面积大，受气候的影响大，有恶臭，易招致蚊蝇、老鼠的孽生，影响环境卫生安全。这种堆肥仅适于在农村或偏远的郊区应用，而不适合城市

20、。 装置式堆肥，也称为封闭式堆肥或密闭型堆肥，是将堆肥物密闭在堆肥发酵设备中，如发酵塔、发酵筒、发酵仓等，通过风机强制通风，提供氧源，或不通风厌氧堆肥。装置式堆肥的机械化程度高，堆肥时间短，占地面积小，环境条件好，堆肥质量可控可调等。因此适用于大规模工业化生产。,以上为堆肥基本工艺的分类方法，仅按其中某一分类方式难以全面地描述实际采用的堆肥工艺，因此常采用多种分类方式同时并用的形式描述堆肥工艺，如高温好氧静态堆肥、高温好氧连续式动态堆肥、高温好氧间歇式动态堆肥等。 国外的较为简便直观的分类方式被广泛采用，如按照堆肥技术的复杂程度，将堆肥系统分为条垛式堆肥系统、通风静态垛系统、反应器系统（或发酵

21、仓系统）等。实际上，条垛式和静态通风垛式堆肥属于露天式好氧堆肥，反应器式堆肥即为装置式堆肥，有的属于连续式或间歇式好氧动态堆肥，有的属于静态堆肥。,8.4 堆肥的基本程序,目前常采用的好氧堆肥系统多种多样，但其基本工序通常都由前处理、主发酵（一次发酵）、后发酵（二次发酵），后处理及贮存等工序组成。, 原料预处理 包括通过破碎、分选等去除粗大垃圾和不能用于堆肥化的物质，并通过破碎可使堆肥原料和含水率达到一定程度的均匀化。同时破碎使原料的表面积增大，便于微生物繁殖，从而提高发酵速度。理论上，粒径越小越利于分解，但考虑到在增加物料表面积的同时，还必须保持其一定程度的空隙率，以便于通风而使物料能够获得

22、充足的氧量供应。 该过程还包括调节原料含水率和碳氮比、或者添加菌种和酶制剂，使原料达到最佳待发酵状态。, 主发酵（一次发酵） 主发酵可在露天或发酵装置内进行，通过翻堆或强制通风向堆层或发酵装置内堆肥物料供给氧气。物料在微生物的作用下开始发酵，首先是易分解物质分解，产生CO2和H2O，同时产生热量，使堆温上升。这时微生物吸取有机物的碳氮营养成分，在细菌自身繁殖的同时，将细胞中吸收的物质分解而产生热量。 发酵初期起分解作用的是嗜温菌。随着堆温上升至45左右，堆肥进入高温阶段，嗜热菌活性增强并占有优势。此时应采取温度控制手段，以免温度过高，同时应确保供氧充足。一段时间的分解作用后，大部分有机物已经降

23、解，各种病原菌均被杀灭，堆层温度开始下降。通常，将温度升高到开始降低为止的阶段为主发酵阶段。, 后发酵（二次发酵） 经过主发酵的半成品堆肥被送到后发酵室，将主发酵阶段未彻底分解的易分解和较难分解的有机物进一步分解，使之变成腐殖酸、氨基酸等比较稳定的有机物，得到完全成熟的堆肥制品。 在这一阶段的分解过程中，反应速度降低，耗氧量下降，所需时间较长。后发酵时间的长短，决定于堆肥的使用情况。例如，堆肥用于温床（利用堆肥的分解热）时，可在主发酵后直接使用；对几个月不种作物的土地，大部分可以不进行后发酵而直接施用堆肥；对一直在种作物的土地，则要使堆肥进行到能不致夺取土壤中氮元素的程度。, 后处理 经过二次

24、发酵后的物料中，几乎所有的有机物都已细碎和变形，数量也有所减少，已成为粗堆肥。然而，以城市生活垃圾堆肥时，在预分选工序没有去除的塑料、玻璃、陶瓷、金属、小石块等杂物依然存在。因此后处理包括去除这些杂质，并根据需要，如生产精制堆肥等，则应进行必要的再破碎处理。,条垛式发酵设备:将物料铺开排成行，在露天或棚架下堆放。, 恶臭控制 在堆肥化工艺过程中，某个工序或堆肥物料局部会产生氨、硫化氢、甲硫醇、胺类等臭气，污染工作环境，必须对其进行处理和控制。去除臭气的方法主要包括化学洗涤、物理吸附、生物过滤以及基于热化学原理的热处理等。 相对于化学洗涤法、吸附法和热处理方法，生物过滤法较为经济和实用，因此在工

25、程中应用较多。,针对有机堆肥臭气去除的生物滤池,除臭设备,生物过滤 生物滤池（biofilter）和生物滴滤池（biotrickling filter）是两种主要的生物除臭系统。 在开放式的生物滤池中，拟处理的臭气通过填料床向上运动；在加盖生物滤池中，将拟处理的气体从下部鼓入填料，或者从填料上部抽吸使其进入滤池中，如图8.5所示，填料大多是腐熟的堆肥产物。,图8.5 典型的生物滤池（a）开放式；（b）封闭式 1拟处理空气；2填料；3处理后空气；4喷洒系统；5水；6多孔管；7砾石层；8蒸汽注入器；9换热器；10多孔填料托板；11排水,在臭气通过生物滤池中的填料床时，同时发生吸附、吸收和生物转化。

26、臭气在潮湿的表层生物膜和填料表面发生吸收和吸附作用，附着在填料介质上的微生物（主要是细菌、放线菌和真菌）将其氧化。池内的湿度和温度是生物滤池重要的环境条件，必须保持合适的温度和湿度以使微生物活性优化。该处理系统缺点是占地面积大。,生物滴滤池与生物滤池基本相同，不同之处在于前者持续地向填料上喷洒水，而后者间歇地向填料上喷洒水。水是循环使用的，通常还向水中添加营养物。由于滤池放出的气体会带走水分，所以必须及时补给水。此外，由于循环水中盐类的累积，需要定期排污。 典型的填料有鲍尔环（Pall ring），拉西环、火山岩块，以及颗粒状活性炭等。 腐熟的堆肥产物不适合做该系统的填料，这主要是由于腐熟堆肥

27、产物吸收水分能力强，堵塞空隙，从而限制了滤池中空气的自由流动。,鲍尔环填料是一种高径相等的开孔环型填料，每层窗孔有五个舌叶，每个舌叶内弯指向环心，上下两层窗孔的位置相反错开。一般开孔面积约占环壁总面积的30%左右。其形状结构可分为内筋为米子型，称为塑料鲍尔环（米）；内筋为井字形，称为塑料鲍尔环（井）。 由于鲍尔环填料在环壁上开了许多窗孔，使得填料塔内的气体和液体能够从窗孔自由通过，所以填料层内的气体和液体分布情况较之拉西环有较大的改善，尤其是填料环内表面容易被液体润湿，使得内表面得以充分利用。因此同种材质、同样规格的鲍尔环填料，较之拉西环不但具有较大的通过能力和较低的压降，而且使塔的分离效率有

28、所提高，操作弹性也有所增大。一般在同样的压降下，鲍尔环的处理能力较拉西环增加50%以上；在同样的处理量下，鲍尔环填料的压降仅为拉西环的一半。在各种介质中的使用温度为60-150摄氏度，广泛用于石油、化工、氯碱、煤气、环保等行业的填料塔中。,拉西环,鲍尔环,脱臭设施的选择和设计 控制和处理臭气设施的选择和设计应按照下列步骤进行： 确定拟处理臭气的性质和体积； 明确处理后气体的排放要求； 评价气候和大气条件； 选出拟评价的一种或多种控制和处理气体的技术； 进行中间试验，以求出设计的标准和性能； 进行生命周期评价和经济分析。,生物滤池的设计 生物滤池的设计需考虑以下几个方面：填料的性质，配气设施，保

29、持生物滤池内部的湿度，控制温度等。 填料性质：生物滤池所用的填料必须满足以下条件。 一是足够的空隙率和近似均匀的粒径； 二是颗粒表面积大，支撑大量微生物群体； 三是较强的pH缓冲能力。 常用的生物滤池填料有堆肥、泥炭以及各种合成材料。为保证堆肥及泥炭类生物填料的空隙率，可考虑添加膨胀材料，例如珍珠岩、泡沫聚苯乙烯团粒、木屑、树皮、各种陶瓷及塑料材料。典型堆肥生物滤池的填料配比是：堆肥:膨胀材料50:50（体积比），1 meq CaCO3/g填料（以质量计）。,气体分布：如何将拟处理气体引入系统是生物滤池设计的关键要求。最常用的布气系统有多孔管、预制底部排水系统和压力通风系统。多孔管通常设置在堆

30、肥下面的卵石层中。,湿度控制：保持滤床中适宜的湿度是生物滤池操作的最为关键问题。研究表明，最佳湿度在50%65%之间。如果湿度过低，生物活性就会减弱。在严重的情况下，还会使生物滤池有变干趋势。反之，空气流量会受到限制，导致滤床中产生厌氧条件。湿度的供给可以采用向滤床顶部加水（通常采用喷洒法），或加湿空气两种措施。,温度控制：生物滤池的操作温度在1545之间，最佳温度则在2535之间。在北方寒冷地区，生物滤池应采取保温措施，进气也必须进行预热。当进气温度较高时，应在进入生物滤池前进行冷却。在气温保持相对稳定的高温（如4560）下操作也是可行的。,8. 5 堆肥发酵装置,堆肥装置是指堆肥物料进行生

31、化反应的反应器装置，是堆肥系统的主要组成部分。它的类型主要有立式堆肥发酵塔、卧式回转窑式发酵仓、箱式堆肥发酵池和筒仓式堆肥发酵仓等。, 立式堆肥发酵塔 立式堆肥发酵塔通常有58层。堆肥物料由塔顶进入塔内，在塔内堆肥通过不同形式的机械运动，由塔顶一层层地向塔底移动。一般经过58天的好氧发酵，堆肥产物便到达塔底而完成一次发酵。 立式堆肥发酵塔通常为密闭结构，塔内温度分布从上层到下层逐渐升高，塔式装置的供氧通常以风机强制通风，以满足微生物对氧的需要。 立式堆肥发酵塔的种类通常包括：立式多层圆筒式、立式多层板闭合门式、立式多层桨叶刮板式、立式多层移动床式等。,立式桨叶式发酵塔,原料从顶部给入，中间的竖

32、轴由底部电机驱动缓慢转动，并带动固定在竖轴上的桨叶对原料起搅拌作用，发酵塔一般有5层，经一定的机械作用，沿各层相向位置的开口逐层向下移动，到达底部后经螺旋输送机排出； 发酵所需的空气由风机向各层输送； 物料停留的时间一般58天； 塔内温度分布由上至下逐步升高，即底部最高。,立式堆肥发酵塔,多段竖炉式发酵塔,立式多层移动床式发酵塔,2.卧式回转筒发酵器（达诺发酵器）,形状类似回转窑（图），废物从一端给入，靠内壁的摩擦提升，再靠重力下落，起到搅拌作用，空气由沿圆筒长度方向分布的风嘴供给，温度可维持6070。 该发酵器一般作为一次发酵器，出料送二次发酵。, 箱式堆肥发酵池 箱式堆肥发酵池种类很多，应

33、用也十分广泛。其主要分为矩形固定式犁翻倒发酵池和斗翻倒式发酵池。 矩形固定式犁翻倒发酵池设置犁形翻倒搅拌装置，起机械搅拌废物的作用，可定期搅拌兼移动物料数次，既保证了池内通气，使物料均匀，同时还有一定的运输功能，可将物料从进料端移至出料端。物料在池内停留510天。空气通过池底布气板进行强制通风。采用这种输送式搅拌装置，能够提高物料的堆积高度。,斗翻倒式发酵池呈水平固定，发酵池装有一台搅拌机及一架安置于车式输送机上的翻倒机，翻倒机对废物进行搅拌使物料湿度均匀并与空气接触，促进物料发酵分解，防止臭气产生。当池内物料被翻倒完毕，翻倒机返回到活动车上，搅拌机由绳索牵引或机械活塞式倾倒装置提升，再次翻倒

34、时，可放下搅拌机开始搅拌。堆肥经搅拌机搅拌，被位于发酵池末端的车式传送机传送，最后由安置在活动车上的刮出输送机刮出池外。整个过程所需空气由压缩机从发酵池底部送入，物料一般的停留时间为710天，翻倒废物频率以一天一次为标准。, 卧式桨叶发酵池 该发酵装置的显著特点是搅拌装置能够横向和纵向移动，操作时搅拌装置纵向反复移动搅拌物料并同时横向传送物料。而且由于搅拌可以遍及整个发酵池，故可将发酵池设计得很宽，从而增大了处理能力。 卧式刮板发酵池 这种发酵池的主要部件是一个呈片状的刮板，由齿轮齿条驱动，刮板由左向右摆动搅拌废物，从右向左空载返回，然后再从左向右摆动推入一定量的物料。池体为密封负压式构造，臭

35、气不会外逸。发酵池有许多通风孔以保证接触充足的氧气，保持好氧状态。, 筒仓式堆肥发酵仓 该装置为单层圆筒状（或矩形），发酵仓深度一般为45 m，大多采用钢筋混凝土筑成。发酵仓内采用高压离心风机强制供氧，以维持仓内堆肥好氧发酵。空气一般从仓底进入发酵仓，堆肥原料由仓顶加入，经过612天的好氧发酵，堆肥物从仓底通过料机出料。 根据堆肥物料在发酵仓内的运动形式不同，筒仓式发酵可分为静态和动态两种。,筒仓式动态发酵仓,家庭用堆肥发酵装置,8.6堆肥腐熟度及产品质量,堆肥腐熟度的评价方法 腐熟度: 指堆肥化中的有机质经过矿化、腐殖化过程最后达到稳定的程度。 堆肥的产品达到稳定化、无害化 堆肥产品的使用不

36、影响作物的成长和土壤耕作能力 腐熟度评价指标 物理学指标 色度：成熟的堆肥应呈棕色或暗灰色； 气味：无臭味，检测不到低分子脂肪酸，具有潮湿泥土的气息； 温度：与环境温度一致,化学指标 pH值，中性偏碱性 氮试验法：研究表明，完全腐熟的堆肥含有硝态氮和少量氨氮，未腐熟的堆肥则只含氨氮而不含硝态氮。根据这一特性，可利用特定的显色反应来测试堆肥样品中是否含有氨氮和亚硝态氮，从而判定堆肥是否腐熟及腐熟度程度。 C/N比：随着堆肥化过程，C/N逐渐下降，当降到(1015):1时，可认为堆肥达到腐熟。 腐殖酸含量：在堆肥化过程中，腐殖酸的含量上升，当达到稳定时可以认为堆肥达到腐熟。 有机质变化指标：包括C

37、OD、BOD、VS等，它们均随堆肥的进行而逐渐下降；通常认为腐熟的堆肥检测不出淀粉。,生物学指标 比耗氧速率：耗氧速率反映了微生物的活动强度。当耗氧速率下降至0.5g-O2/(gVSh)时堆肥达到腐熟，或CO2释放速率2mg/g原料时堆肥达到腐熟。,植物毒性可用发芽指数(GI) 来评价，通过以十字花科植物种子进行发芽试验，根据其发芽率和根长可得出植物的发芽指数： 当GI50%时认为堆肥基本腐熟并达到了可接受的程度；当GI达到80%-85%时，堆肥完全腐熟。 目前种子发芽指数（GI）已被公认为评价有机固体废弃物腐熟度的有效指标，GI值可综合反映堆肥样品的低毒性（影响根长）或高毒性（影响发芽。,植

38、物毒性指标,堆肥化产品的质量要求和标准 CJ/T3059-1996城市生活垃圾堆肥处理厂技术评价指标，质量标准： 粒 度：农用堆肥产品粒度不大于12mm，山林果园用堆肥产品粒度不大于50mm 含水率：35% pH 值：6.5-8.5. 全氮 (以N计：0.5% 全磷 (以P2O5计)：0.3% 全钾 (以K2O计)： 1.0% 有机质(以全C计)： 10%,重金属含量 总镉 (以 Cd计) 3mg/kg 总汞 ( 以 Hg 计) 5mg/kg 总铅 ( 以 Pb 计) 100mg/kg 总铬 ( 以 Cr计) 300mg/kg 总砷 ( 以 As 计) 30mg/kg 无害化卫生指标 堆肥温度(静态堆肥工艺)：55 持续5天以上 蛔虫卵死亡率：95%-100% 粪大肠菌值：10-