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15~45 ℃，这一阶段主要是分解一些易分 解的有机质，微生物以中温好氧菌为主，常见的有丝状 真菌、细菌 高温阶段 当降解的半纤维素、纤维素等的降 解，同时形成腐殖质。一般控制温度在45~80 ℃。细菌、 寄生虫等主要是在这个阶段被杀死
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后处理 主要用于去除堆肥中的塑料、玻璃、 小石块等。 脱臭 堆肥过程中会产生臭气，需要对这些臭 气进行处理。 贮存 要求在干燥而透气的条件下贮存
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5.3.2 典型好氧堆肥工艺及设备
堆肥化的分类
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 按堆肥化过程的需氧程度分：好氧堆肥和厌氧堆 肥
通风目的：1)供氧；2)调节温度；3)散除水分
适宜的通风量一般取0.6~1.8m3/(d·kg挥发性固体) 或堆肥过程中适宜的氧浓度为10～18%，最低不 应小于8%
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通风方法与控制
①自然通风供氧 ②向肥堆内插入通风管(主要用在人工土法堆肥工艺) ③利用斗式装载机及各种专用翻推机横翻堆通风 ④用风机强制通风供氧。
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卧式堆肥发酵滚筒（DANO式）
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筒仓式堆肥发酵仓
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家庭用堆肥发酵装置
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典型城市垃圾堆肥工艺
垃圾堆肥分解过程可以表示如下：
有机物的氧化
不含氮有机物（CxHyOz）的氧化
C x H y Oz + ( x + 1 1 1 y − z )O2 → xCO2 + yH 2 O + 能量 2 2 2
含氮有机物（CsHtNuOv·aH2O）的氧化
Cs H t N u Ov ⋅ aH 2O + bO2 → Cw H x N y Oz ⋅ cH 2O(堆肥 )＋ dH 2O(气) + eH 2O(水)
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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：10-1~10-2
含水率
适宜的含水率40~60%，与垃圾的物理组成有关
温度
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55~60 ℃为宜，且＞55°C的时间不少于3天，以保 证能够杀灭绝大部分的病原菌
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pH值
适宜的pH值是中性偏碱性，一般认为pH值在7.5~8.5时 ，可获得最大堆肥速率。
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主发酵：可以露天或发酵装置内进行，通过翻堆或 强制通风向堆积层或发酵装置内堆肥物料供给氧气 。物料内的有机物中大部 分在此阶段内被降解。 以生活垃圾为主体的城市垃圾和家畜粪尿好氧堆肥 ，主发酵期约4~12d。 后发酵：主要对主发酵时尚未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 。主发酵时间通常在20~30d，其长短根据堆肥的 使用情况。
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5.4 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
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细胞质的氧化
C5 H 7 NO2 (细胞质) + 5O2 → 5CO2 + 2 H 2 O + NH 3 + 能量
总的氧化分解过程
C x H y N u Ov ⋅ aH 2O + bO2 → C w H x N y Oz ⋅ cH 2O + dH 2O(g ) + eH 2O(l ) + gNH 3 + fCO2 + 能量
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常见好氧堆肥发酵工艺
好氧静态堆肥工艺
采用静态通风垛形式，批次发酵，中间不添加新料和 翻倒
间歇式好氧动态堆肥工艺
原料分批发酵，间歇翻堆或间歇进出料
连续式好氧动态堆肥
连续进料和连续出料
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(1) 条垛式发酵设备 露天或棚架下堆放。
将物料铺开排成行，在
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(2)箱式堆肥发酵池
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(3)反应器发酵系统
多层立式堆肥发酵塔
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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
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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
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堆肥化技术的发展历史
1920年，英国人A. Howard首先在印度提出了堆肥化 技术，1925年，Bangalore改进后，称为Bangalore法 1933年，丹麦的Dano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，疏把撮 之，待其苗长，又撒以壅之，何患收成不倍厚也哉
＋ fCO2＋ gNH 3＋能量
细胞质的合成（包括有机物的氧化，并以NH3作氮源）
n (C x H y O z ) + NH 3 + ( nx + + ( nx − 5)CO 2 + ny nz − − 5 x )O2 → C 5 H 7 NO 2 (细胞质 ) 4 2 1 ( ny − 4 ) H 2 O + 能量 2
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5.2 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
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5.2.1 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55~60℃，极限温度可达 80~90℃，所以也称高温堆肥。 好氧堆肥原理
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5.2.3 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20~70%，最佳含量在 40~60% C/N比 25~35：1 C/P比 75~150
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5.2.3 堆肥化过程的影响因素
通风量
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5.3.1 好氧堆肥基本工序
堆肥基本工艺
基本工序：前处理、主发酵(一次发酵)、后发酵(二次发 酵)、后处理及贮藏等
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前处理：主要调整水分 、营养比、破碎、分选 、筛分等
调理剂 是指加进堆肥化物料中干的有机物，借以 减少单位体积的质量并增加与空气 的接触面积，以 利于好氧发酵，也可以增加物料中有机物数量 膨胀剂 是指有机的或无机的三维固体颗粒，当它 加入湿堆肥化物料中时，能有足够的尺寸保证物料与 空气的充分接触，并能依靠粒子间接触起到支撑作用
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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酸氮和少 量氨氮，未腐熟的堆肥则只含氨氮而不含硝酸氮。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 氮和亚硝酸氮，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(10~15):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COD、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