第五章 城市固体废物的堆肥化技术
第二节 好氧堆肥化
一.好氧堆肥化的原理
好氧堆肥化是在有氧的条件下，依靠好氧微生物的作用而进行的。
在堆肥化过程中，有机废物中的可溶性有机物透过微生物的细胞壁和 细胞膜被微生物直接吸收，而不溶的胶体有机物质，则先被吸附在微 生物体外，依靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性物质后再渗入细胞。 微生物通过自身的生命活动，进行分解代谢和合成代谢，把吸收的部 分有机物氧化成简单的无机物，
1. 改善土壤的物理性能 2.有助于保持土壤养分，提高保肥能力 3.能够抑制活性铝和磷酸盐结合的有害作用;使稳定状态变为易分解 状态；能够促进有机物的分解，促进氮肥和其它养分的供应；对作 物有害的铜、氯、镉等重金属也可与腐殖质反应而降低其危害程度， 有利于植物生长。 4.腐殖质有缓冲作用 5.堆肥是缓效性肥料 6.腐殖化的有机物具有调节植物生长的作用，有助于根系的发育和 伸长，有利于扩大根部范围。
6.贮藏
第五章 城市固体废物的堆肥化技术足微生物氧化分解有机物需要的主要方式。通风量主要
取决于有机物含量、挥发度、可降解系数等，还与微生物活动的强烈 程度、有机物的分解速度以及堆肥化物料的粒度密切相关。 2. 含水率
微生物在生长繁殖和分解有机物的过程中需要一定量的水分溶解有 机物以利于微生物的摄取，同时水分的蒸发可以调节物料之间的温度。 微生物的生长和对氧的要求均在含水率为50－60%时达到峰值，过高 的水分会充满物料颗粒间的空隙，使空气含量大大减少，堆肥由好氧 状态转为厌氧状态，温度难以升高，而且营养物质容易被淋溶流失； 水分太低则不利于微生物的生长需要，有机物也难以分解，当水分低 于12%时，微生物的生长繁殖就会停止。 3.有机质和营养物的含量
7.将富有微生物的堆肥施于土壤中可增加土壤中的微生物量，微生 物分泌的各种有效成分能直接或间接地被植物根系吸收，而起到有 益作用。
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三. 堆肥的原料
生活垃圾、有机污泥、人和禽畜粪便及农林废物等都含有堆肥 微生物所需要的各种基质—碳水化合物、脂类、蛋白质等，因而是 常用的堆肥原料。
第五章 城市固体废物的堆肥化技术
Composting Technologies for Municipal Solid Wastes
第五章 城市固体废物的堆肥化技术
第一节 堆肥化的概念
一.堆肥化及堆肥的概念
1. 堆肥化(Composting) 堆肥化是依靠自然界中广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生
我国实施的《城市生活垃圾堆肥处理厂技术评价指标》 （CJ/T3059-1996）规定适合于堆肥化的垃圾密度一般为350～ 650kg/m3；有机物的含量不低于20%；含水率为40～60%；碳氮比 （C/N）为20:1～30:1。
四.堆肥的质量及卫生要求
1. 堆肥的质量要求 （1）粒度，农田用堆肥粒度小于12mm，果园用堆肥粒度小于50mm； （2）含水率，≤35%； （3）pH，6.5～8.5； （4）总氮 ≥0.5%；（5）总磷≥0.3%； （6）总钾≥1.0%；（7）有机质 ≥10%；（8）重金属，总镉≤3mg/kg；总汞≤5mg/kg；总铅 ≤100mg/kg；总铬≤300mg/kg；总砷≤30mg/kg。 2. 堆肥的无害化卫生要求 （1）堆肥温度（静态堆肥工艺），>55℃持续5d以上； （2）蛔虫卵死亡率，95%～100%； （3）粪大肠菌，10-1～10-2。
物，人为可控制地促进可生物降解的固体有机物向稳定的腐殖质转 化的生物化学过程称为堆肥化。
2. 堆肥(Compost) 堆肥化的产物称为堆肥，是一种深褐色、质地疏松、有泥土
气味的物质，类似于腐殖质土壤，故也称“腐殖土”；是一种具有 一定肥效的土壤改良剂和调节剂。
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二. 堆肥的作用
3.降温阶段 降温阶段又称腐熟阶段。在内源呼吸后期，堆肥中只剩下较难分解
及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，温度开始下降。在此阶段嗜温性微生物又占优势，对残余较难 分解的有机物作进一步分解，腐殖质不断增多且达到稳定化，堆肥化 进入腐熟阶段。降温后，需氧量大大减少，含水率也降低，堆肥物的 孔隙增大，氧扩散能力增强，这时只需自然通风。
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四.好氧堆肥化工艺
1.原料预处理 主要包括原料的分选、破碎、筛分、含水率和碳氮比的调
整，以及添加菌种和酶 2.原料主发酵
是微生物进行有机物分解，实现垃圾无害化的初级阶段 3.原料后发酵
是进行垃圾无害化处理后的进一步腐熟阶段，称为熟堆肥化 阶段 4.后处理
后处理包括去除杂质和进行必要的破碎处理 5.脱臭
并释放出生物生长、 活动所需的能量；
合成 同化作用
细胞物质 （微生物繁殖）
同时，把另一部分 堆肥有机物（含C、N、
有机物转化、合成
O、H、P、S）、氧气、 微生物
为新的细胞物质，
使微生物生长繁殖， 从而产生更多的生
氧化 异化作用
+ CO2、H2O、NH3、 PO43-、SO42-
能量
物体。如图所示：
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2.高温阶段 当堆料温度达到45℃以上时，即进入高温阶段。在这个阶段，嗜温
性微生物受到抑制甚至死亡，嗜热性微生物逐渐代替嗜温性微生物继 续分解转化堆肥中残留的和新形成的可溶性有机物质；复杂的有机化 合物，如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始被强烈分解。在高温阶段， 不同的嗜热性微生物的最适宜温度是不同的，在温度上升的过程中， 嗜热性微生物种群是互相接替的。通常在50℃左右活动的微生物主要 是嗜热性真菌和放线菌；当温度上升到60℃时，真菌几乎完全停止活 动，仅有嗜热性放线菌等在活动；当温度升到70℃以上时，对大多数 嗜热性微生物已不适宜，大量死亡或进入休眠状态。
排入环境
释放转换为热量
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二.好氧堆肥化的类型 1.条垛式堆肥化 2.好氧静态堆肥化 3.发酵仓堆肥化（反应器系统）
三.好氧堆肥化过程 1.中温阶段（亦称产热阶段）
在堆肥化的初期阶段，堆层基本处于中温（15～45℃）状态， 细菌、真菌和放线菌等嗜温性微生物较为活跃，它们利用堆肥中的 糖类、淀粉类等可溶性有机物进行生长繁殖。它们在转换和利用化 学能的过程中，将一部分化学能转变为热能，使堆料的温度不断上 升。适合于中温阶段的微生物种类较多，主要以中温、需氧型为主， 通常是一些无芽孢细菌。