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第六章 有机固体废物堆肥与厌氧发酵

用堆肥的注意事项
堆肥内富含微生物,最好用于土壤表面。 新鲜堆肥适用于底肥。粗堆肥最好用于粘质、淤泥和 板结的土壤,细堆肥用于干燥、疏散及多沙的土壤。 城市垃圾堆肥一般含氮量低,最好和氮肥联合使用, 以免出现土壤的“氮饥饿”现象。 不宜装在密封袋中搬运和保存。
三、有机物堆肥工艺
6)贮存 堆肥一般在春秋两季使用,夏冬两季生产的 堆肥只能贮存,所以要建立可贮存6个月生产 量的库房。 贮存方式:可直接堆存在二次发酵仓中,或 装入袋中。 贮存的要求:是干燥而透气的室内环境。
四、好氧堆肥设备
立式堆肥发酵塔
筒仓式堆 肥发酵仓
卧式堆肥发酵滚筒
箱式堆肥发酵池 堆集式
利用旋转刮板重复切断, 无压实块状化; 通气阻力及动力消耗小; 占地面积小;
占地面积小; 除臭设备体积小
除臭设备体积小。
多层结构,装置很高。
物料容易压实,通气性 能差; 床的移动机构复杂; 多层结构,装置很高。
四、好氧堆肥设备
2.筒 仓 式 堆 肥 发 酵 仓
三、有机物堆肥工艺
2)按堆肥中物料运动形式 间歇式堆肥:一批一批地堆制 连续式堆肥:机械连续进料、出料,周期短( 3~7d),杀灭病原微生物,防异味,成品质 量高等特点。 3)按堆肥堆制方式
露天式堆肥: 装置式堆肥: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
三、有机物堆肥工艺
四、好氧堆肥设备
1.立 式 堆 肥 发 酵 塔
驱动装置 进料口
池体
观察窗
进气管

(1)立式多层圆筒式 呈多层圆筒形,密闭结 构 强制通风 温度从上到下逐渐升高 一次发酵时间:3~7天
风机
出料口
立式多层圆筒式堆肥发酵塔
四、好氧堆肥设备
发酵小池
(2)立式多层闭合门式
呈多层条形,每层堆高不超
化脓性细球菌
酿浓链球菌 结核分枝杆菌 牛结核杆菌
50℃,10分钟内死亡
54℃,10分钟内死亡 66℃,15~20分钟内死亡,有时在67℃死亡 55℃,45分钟内死亡
二、堆肥原理及影响因素
3)腐熟阶段(降温阶段)
内源呼吸后期,较难分解有机物。
微生物活性下降,发热量减少,温度下降,嗜温 性微生物又占优
二、堆肥原理及影响因素
(2)判定方法 直观经验法:茶褐色或黑褐色,无恶臭,质地 松散,具有泥土芳香气味 淀粉测试法:高氯酸+碘 耗氧速率法:O2/CO2 测定仪来自动显示堆层O2 和CO2浓度在单位时间内的变化值
三、有机物堆肥工艺
(一)好氧堆肥基本工艺 1.堆肥分类
1)按温度范围: 中温堆肥:15~45℃,不能有效杀灭病原菌, 目前较少采用。 高温堆肥:一般在50~65℃,极限可达80~90℃ ,杀灭病菌,减少臭气产生,采用较多。
进料
(1)筒仓式静态发酵仓 呈单层圆筒形,堆积高度4 ~5米。堆肥物由仓顶经布 料机进入仓内,顺序向下移 动,由仓底的螺杆出料机出 料。 一次发酵时间:10~12天
散刮装置
排出装置
筒仓式静态发酵仓
四、好氧堆肥设备
二、堆肥原理及影响因素
根据堆制过程的需氧程度,可以把堆肥化分成: – 好氧堆肥:通常好氧堆肥堆温高,一般在55℃~
60℃,极限可达80~90℃,堆制周期短,所以也 称为高温快速堆肥
– 厌氧堆肥:通气条件差、氧气不足的条件下借助
厌氧微生物的发酵堆肥。周期长,3~12个月。
二、堆肥原理及影响因素
细胞质
二、堆肥原理及影响因素
3)细胞质的氧化 C5H7NO2+5O2→5CO2+2H2O+NH3+能量
二、堆肥原理及影响因素
3.好氧堆肥的过程 中温阶段 高温阶段
腐熟阶段
二、堆肥原理及影响因素
1)中温阶段
初期,堆层呈中温(15~45℃),嗜温性微生物 活跃,温度不断上升。
嗜温性微生物包括:
–细菌:以水溶性糖类为食 –真菌和放线菌:可分解纤维素和半纤维素物质
二、堆肥原理及其影响因素
2)高温阶段 堆温升至45℃以上,嗜热微生物 可溶性有机物质继续分解,复杂有机物如半纤 维素、纤维素和蛋白质也开始被强烈分解。 温度升到70℃以上时,大多数嗜热性微生物已 不适应,死亡或进入休眠。
三、有机物堆肥工艺
3)后发酵(二次发酵) 将主发酵尚未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。 通常,把物料堆积到1~2m高的堆层,通过自 然通风和间歇性翻堆,进行后发酵,并应防止 雨水流入。 时间较长,通常在20~30d。
三、有机物堆肥工艺
– 微生物分解有机物
– 带走水气,干化物料
方式:自然通风、通风管通风、斗式装载机及 翻推机、风机强制通风。
二、堆肥原理及影响因素
2)含水率 水分是微生物生命活动的介质,影响物料孔隙 度和透气性
适宜水分45%~60%
太低时,可配以粪水或污泥调节
二、堆肥原理及影响因素
3)温度 是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因 素 一般认为最佳温度在50~60℃之间 考虑杀灭病菌和虫卵,温度大于55℃并保持 几天
二、堆肥原理及影响因素
堆肥的作用
使土质松软,多孔隙,易耕作,增加保水性、透气性 及渗水性,改善土壤的物理性能。 阳离子交换容量大,N、K、NH4+以阳离子形式存在 腐殖质中某种成分有鳌合作用,降低重金属的危害 蛋白质氮的形式,缓效肥料 增加土壤中微生物,是昼夜有效的废料 是CO2的供给源
农林废物
禽畜粪便
适合堆肥和厌氧发酵的
有机废物
预处理方法: 破碎、混合、分选
提高有机物含量、 调整物料粒度
预处理四大目的
调整水分和C/N比
二、堆肥原理及影响因素
1.堆肥化定义、作用 堆肥化(Composting):就是在控制条件下 ,利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌 等微生物,使可被生物降解的有机物转化为稳 定的腐殖质的生物化学过程。
二、堆肥原理及影响因素
这个定义强调: 作为堆肥化的原料是可生物降解的固体废物; 堆肥过程是在人工控制条件下进行,不同于卫生 填埋、废物的自然腐烂与腐化; 堆肥化的实质是生物化学过程,堆肥产品对环境 无害,即废物达到相对稳定。 堆肥化的产物称为堆肥(compost) 它是一种深褐色、质地疏松、有泥土气味的物质 ,类似于腐殖质土壤,故也称为“腐殖土”。 是一种具有一定肥效的土壤改良剂和调节剂。
第六章 有机固体废物堆肥和
厌氧发酵
目录

概述
有机废物堆肥工艺 好氧堆肥设备 有机固体废物的厌氧发酵原理
二 堆肥原理及影响因素 三 四 五


厌氧发酵设备与工艺
沼气与沼渣的综合利用
一 、概述
堆肥和厌氧发酵 是常用的生物转换技术 是稳定化、无害化、资源化的重要方式
一 、概述
泔脚等食 品废物 污泥 城市垃圾
2.好氧堆废原理
合成 细胞物质 同化作用 (微生物繁殖)
有机物 微生物 (C、H、O 、N、P、S) 氧气
分解 异化作用
CO2,H2O,NH3 ,PO43-, SO42-

能量
排入环境
释放、转化为热
有机物的好氧堆肥分解
二、堆肥原理及影响因素
1)有机物氧化
不含氮有机物: y z y Cx H y Oz ( 1 )O2 xCO2 H 2O 能量 2 2 2 含氮有机物
四、好氧堆肥设备
(3)立式多层桨叶刮板式
呈多层圆筒形,每层堆高 1~1.5米。利用各段内旋 转的刮板同时进行原料的 反复切断及输送。原料落 在与刮板相反方向的叶片 上,按顺序向下输送。
一次发酵时间:3~7天
立式多层桨叶刮板式堆肥发酵塔
四、好氧堆肥设备
进料 刮落装置 活动板 可动驱动装置 排气管
4)后处理
经二次发酵,变细碎和变形,数量也有所减少( 体积减少到50-70%),已成为粗堆肥。 分选工序去除杂物,并根据需要,如生产精制堆 肥等,则应进行再破碎过程。 也可在散装堆肥中加入N、P、K添加剂生产复合 肥,做成袋装产品。 有时还需要固化造粒以利贮存。
三、有机物堆肥工艺
5)脱臭 堆肥过程中,物料局部或某段时间内的厌氧会导 致氨、硫化氢、甲基硫醇、胺类等臭气产生。 去除臭气的方法:化学除臭剂除臭;水、酸、碱 溶液吸收法;熟堆肥、活性炭或沸石等吸附剂吸 附法;臭氧氧化法;土壤脱臭过滤器
除臭设备体积小。 堆积低,容积有效利用率低;
占地面积小; 除臭设备体积小。
物料在输送过程中是利用自由 下落而进行重复切断的,没有 装置运行所需的动力大; 破碎作用,通气性能差; 在堆肥过程中物料容易呈压实 必须配备原料供给装置; 块状化,通气性能差; 多层结构,装置很高。 多层结构,整个装置很高.
表6-1 几种常见病菌与寄生虫的死亡温度
名称
沙门氏伤寒菌 沙门氏菌属 志贺氏杆菌 大肠杆菌 阿米巴属 无钩涤虫 美洲钩虫 流产布鲁士菌
死亡情况
46℃以上不生长;55~60℃,30分钟内死亡 56℃,1小时内死亡;60℃,15~20分钟死亡 55℃,1小时内死亡 55℃,1小时内死亡;60℃,15~20分钟内死亡 68℃死亡 71℃,5分钟内死亡 45℃,50分钟内死亡 61℃,3分钟内死亡
三、有机物堆肥工艺
2)主发酵(一次发酵)
在发酵仓内进行,通过翻堆搅拌或强制通风供氧。 中温阶段→高温阶段,嗜温菌→嗜热菌。 大部分有机物被降解,病原菌被杀灭,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。 以生活垃圾为主体的城市垃圾好氧堆肥化的主发酵期 约为10~12d。
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