1、堆肥化的概念1堆肥化的原理及影响因素2堆肥化工艺及设备3堆肥腐熟度及产品质量4堆肥化处理工艺的实例51、堆肥化的堆肥化的概概念念 堆肥化堆肥化 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 堆肥化的原料堆肥化的原料 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排放的污泥 禽畜粪便
2、泔脚和食品废物 农林废物 堆肥化垃圾处理技术的意义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 堆肥化技术的发展历史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(公元1271年1368年)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
3、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2 、堆肥化的原理及影响因素、堆肥化的原理及影响因素与控制与控制2.12.2堆肥化原理堆肥化原理2.3堆肥化过程的影响因素堆肥化过程的影响因素堆肥化过程堆肥化过程2.1 堆肥化的原理堆肥化的原理 好氧堆肥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。 好氧堆肥原理 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
4、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合成(同化作用)氧化堆肥有机物(含C、H、O、N 、S 、P)，氧气，微生物细胞物质(微生物繁殖)CO2，H2O，NH3 ，PO42-，SO42-能量随水或气体排入环境释放能量转化为热供生物合成用(异化作用)+腐殖物质+堆肥有机物分解过程 9H2O, CO2 , 热热微生物微生物O2新鲜有机物新鲜有机物有机堆肥有机堆肥25-70 % 损失损失垃圾堆肥分解过程可以表示如下：有机物的氧化u不含氮有机物（CxHyOz）的氧化能量OyHxCOOzyxOHCzyx22221)2121(能量水气
5、堆肥3222222)()()(gNHfCOOeHOdHOcHONHCbOOaHONHCzyxwvuts细胞质的合成（包括有机物的氧化，并以NH3作氮源）能量细胞质OHnyCOnxNOHCOxnznynxNHOHCnzyx2227523)4(21)5()()524()(u含氮有机物（CsHtNuOvaH2O）的氧化细胞质的氧化能量细胞质3222275255)(NHOHCOONOHC总的氧化分解过程能量2322222)()(fCOgNHlOeHgOdHOcHONHCbOOaHONHCzyxwvuyx葡萄糖）纤维素酶()(61266126OHnCOHCn纤维素降解为例2.2 堆肥化过程堆肥化过程 好
6、氧堆肥过程好氧堆肥过程 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 ，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。一般控制温度在4580 。细菌、寄生虫等主要是在这个阶段被杀死。 降温腐熟阶段 在微生物进入内源呼吸的后期，即进入降温阶段，此阶段仅剩下部分较难分解的有机物和新形成的腐殖质。微生物活性下降，堆体温度下降。嗜温性微生
7、物占优势，对残余的难分解的有机质进一步进行分解，腐殖腐殖质不断增多且稳定化质不断增多且稳定化，需氧量大大减少，含水率也降低。需氧量大大减少，含水率也降低。堆肥物孔隙增大，氧扩散能力增强堆肥物孔隙增大，氧扩散能力增强，此时只须，此时只须自然通风，自然通风，最终使堆肥稳定，完成堆肥过程。最终使堆肥稳定，完成堆肥过程。常见病菌与寄生虫的死亡温度2.3 堆肥化过程的影响因素堆肥化过程的影响因素2.3.1 有机物（1）有机物含量：适宜含量为2070%，最佳含量4060% ，过低产热不足，过高则供氧不足。（2）调整堆肥原料的有机物组分的方法 对堆肥原料进行预处理，将有机物含量提高至50%以上 发酵前在堆肥
8、原料中掺入一定比例的稀粪、城市污水、污泥、畜粪等。城市垃圾粪稀，农业秸秆畜禽，城市污泥草炭或锯末。 2.3.2、堆肥过程的、堆肥过程的C/N比控制比控制 作用：保证成品堆肥中一定的碳氮比(一般为1020:1)和堆肥中使分解速度有序地进行。 （1）适宜的C/N比范围：2535:1时发酵过程最快。过低(20:1)，微生物的繁殖会因能量不足受到抑制，导致分解缓慢且不彻底；另外，由于可供消耗的碳素少，氮素相对过剩，将变成氨气挥发，降低肥效。过高(40:1)，则堆肥施入土壤后，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。 17（1）堆肥中水分的作用：溶解有机物，参与微生物的
9、新陈代谢；调解堆肥温度。（2）水分的调整方法：最佳含水率为5060%(按质量计)。水分过多，易造成厌氧状态，并会产生渗滤液。水分低于40时，微生物活性降低，堆肥温度随之下降。 水分较低时，可加水或含水率高的添加剂；过高时，则可摊开晾干或添加松散吸水物。2.3.3、堆肥过程的水分（含水率）控制、堆肥过程的水分（含水率）控制2.3.4、堆肥过程的温度控制、堆肥过程的温度控制 温升是微生物活动剧烈程度的最好参数。（1）温度的作用：影响微生物的生长，高温菌的理想温度为5065 ，堆肥的最佳温度为5560 ； 无害化的要求：反应器和强制通风静态垛系统，堆体内部温度大于55 的时间必须达3天；对于条垛系统
10、，堆体内部温度大于55 的时间至少为15天。（2）控制方法：温度-供气反馈系统；定期翻堆。（1）通风的作用：供氧；调温；去水分。通风量一般取0.61.8m3/(dkg)适宜的氧浓度为1018%，最低不应小于8%（2）通风供氧方式：自然扩散；翻堆；强制通风；翻堆和强制通风结合的方式；被动通风（3）控制方式：理论方式：时间控制；温度反馈控制(静态垛60 )；O2和CO2含量反馈控制(反应器堆料O2体积分数为15%20% )。实际运行时的评价方法：排气中O2和CO2含量控制。最佳排气O2浓度为14%17% ； CO2的体积浓度应为3%6% 。2.3.5、通风的过程控制、通风的过程控制 一般一般pH值
11、在值在7.58.5时，可获得最大堆肥速率。时，可获得最大堆肥速率。 可通过添加中和剂如石灰、磷酸盐、钾盐等来改变可通过添加中和剂如石灰、磷酸盐、钾盐等来改变pH值。值。但通常堆肥可通过自身调节，如无特殊情况，一般不必但通常堆肥可通过自身调节，如无特殊情况，一般不必调整调整pH值。若值。若pH值降低，可通过逐步增强通风来补救。值降低，可通过逐步增强通风来补救。 2.3.6、堆肥过程的、堆肥过程的pH值控制值控制(1)来源和作用：有机废物里面固有的；人工加入的特殊菌种。在一定条件下对某些有机物废物具有较强的分解能力，活性强、繁殖快、分解力强，能加速反应进程，缩短反应时间。(2)种类：细菌：形体最小
12、、数量最多，分解大部分的有机物并产生热量；放线菌：分解纤维素、木质素、角质素和蛋白质等复杂有机物，散发泥土气息；真菌：在堆肥后期与细菌竞争食物，更耐低温，部分真菌需氮比细菌低，能够分解木质素，细菌则不能；微型生物：如轮虫、线虫、跳虫、潮虫、甲虫和蚯蚓，在堆肥中移动和吞食，消纳部分有机废物，增大表面积，并促进微生物的生命活动。2.3.7微生物的多样性与优势菌群的数量微生物的多样性与优势菌群的数量 3、堆肥工艺及设备 好氧堆肥基本工序好氧堆肥基本工序 典型好氧堆肥工艺典型好氧堆肥工艺 好氧堆肥系统及装置好氧堆肥系统及装置3.1 好氧堆肥基本工序好氧堆肥基本工序 堆肥基本工艺堆肥基本工艺 基本工序：
13、前处理、主发酵(一次发酵)、后发酵(二次发酵)、后处理及贮藏等前处理前处理畜禽粪便水分含量大，如果不进行水分调节就畜禽粪便水分含量大，如果不进行水分调节就会因通气不良而出现堆肥会因通气不良而出现堆肥温度上升慢、臭气产生量温度上升慢、臭气产生量大，并且搬运搅拌也不方便大，并且搬运搅拌也不方便等。因此前处理的主要等。因此前处理的主要任务是任务是进行水分含量、材料通气性和进行水分含量、材料通气性和C/N比调节。比调节。同时也可以顺便除去那些较大而不适合堆肥的同时也可以顺便除去那些较大而不适合堆肥的物质如物质如铁丝、砖瓦、石块、塑料膜、绳索铁丝、砖瓦、石块、塑料膜、绳索等杂质，等杂质，否则会影响以后的
14、搅拌、通气等过程。否则会影响以后的搅拌、通气等过程。 堆肥处理前进行水分含量调节，不仅具有改善通气堆肥处理前进行水分含量调节，不仅具有改善通气性的作用，同时也具有调节容重的作用。在相同的水分性的作用，同时也具有调节容重的作用。在相同的水分含量下，容重（或比重）越小堆肥过程中温度上升也就含量下，容重（或比重）越小堆肥过程中温度上升也就越快。越快。 A、纯鲜猪粪、纯鲜猪粪B、水分、水分30%容重容重0.38t/m3的猪的猪粪堆肥粪堆肥C、水分、水分20%容重容重0.21t/m3的锯的锯末末D、水分、水分10%容重容重0.08t/m3的甘的甘蔗渣蔗渣E、D中追加水分中追加水分0%、容重、容重0.00
15、6t/m3的发泡苯乙烯的发泡苯乙烯 通常在生产现场可以根据容重值大小来判断堆通常在生产现场可以根据容重值大小来判断堆肥材料的通气状况。例如，在一定体积的容器中装肥材料的通气状况。例如，在一定体积的容器中装满这种材料并测定其重量，便可计算出这种材料的满这种材料并测定其重量，便可计算出这种材料的容重。在利用容重。在利用锯末和稻壳锯末和稻壳作为添加材料的场合下，作为添加材料的场合下，容重值一般在容重值一般在400800kg/m3。在堆肥开始时，把堆。在堆肥开始时，把堆肥材料的容重值调节在肥材料的容重值调节在500kg/m3左右比较适宜，左右比较适宜，在这种条件下堆肥材料的通气性非常好。在这种条件下堆
16、肥材料的通气性非常好。 28材料优点优点缺点缺点稻草稻草麦秸类麦秸类通气性调节效果好通气性调节效果好比较容易分解比较容易分解材料易得材料易得受季节性限制受季节性限制收集较费工收集较费工需前处理如破碎等需前处理如破碎等稻壳稻壳有一定的通气性调节效果有一定的通气性调节效果粉碎后吸水性高粉碎后吸水性高比较难分解比较难分解粉碎需耗能粉碎需耗能锯末锯末树皮树皮通气性调节效果好，有一定通气性调节效果好，有一定的吸水性的吸水性难分解难分解产生影响作物生长发育的有害成分产生影响作物生长发育的有害成分来源受限制来源受限制无机材料无机材料（珍珠岩、（珍珠岩、蛭石）蛭石）通气调节效果好，有一定的通气调节效果好，有一
17、定的吸水性；吸水性；易贮存；易贮存；不分解不分解价格较高价格较高风干堆肥风干堆肥 具有一定的通气性和吸水性具有一定的通气性和吸水性材料易得材料易得高水分含量时效果差高水分含量时效果差影响有机肥产量影响有机肥产量易导致堆肥中盐分浓度过高易导致堆肥中盐分浓度过高29材料材料水分水分（%）容重容重（T/m3）吸水率吸水率（%）全全C（%）全全N（%）C/N比比纤维素纤维素（%）半纤维素半纤维素（%）木质素木质素（%）锯末锯末25-45 0.2-0.25 280-450 44-60 0.03-0.53 230-1670 50-6010-2520-38树皮树皮450.2-0.3 280-500 52.4
18、0.2421821.911.738稻草稻草9.7-150.05300-430 35.50.615824.720.67.7小麦秸小麦秸9.2-120.03226-498370.312425218大麦秸大麦秸12-150.02285-443370.312525217.8稻壳稻壳9.5-15 0.1-0.1375-8033-400.5660-7232-4229-371.3-38粉碎稻壳粉碎稻壳8.3-90.2136-250 33-400.560-7032-4229-371.3-3830材料材料水分水分%灰分灰分%容重容重kg/L最大容水量最大容水量%pH备注备注有有机机类类锯末锯末A14.650.9
19、00.10399.45.1未粉碎未粉碎锯末锯末B13.090.950.11756.65.4适当粉碎适当粉碎花生壳花生壳12.843.280.16214.25.1粗粉状粗粉状稻草稻草13.8617.590.07347.27.1长约长约1.5cm 稻壳稻壳11.0027.320.09229.37.2未粉碎未粉碎草炭草炭64.483.270.04167.03.5草炭类草炭类无无机机类类珍珠岩珍珠岩0.7898.390.08405.07.5粒径粒径4.6m沸石沸石7.7887.620.7584.635.76.5 1.5mm以下以下31材料材料粒径粒径(mm)含水率含水率(%) 吸水率吸水率(%)备注备
20、注稻稻壳壳实物实物2.0mm以上以上2.0-0.850.85-0.40.4-0.250.25-0.110.11以下以下9.58.38.79.19.08.88.374136150237244250215实物的实物的1/2程度粉碎程度粉碎实物的实物的1/4-1/5程度粉碎程度粉碎细粉状细粉状细粉细粉微细粉微细粉锯末锯末 实物实物(0.25-0.85)34.2249一次发酵一次发酵 在特定的在特定的发酵场所或装置内发酵场所或装置内进行进行约约4-12d4-12d，通过，通过搅拌和强制通风搅拌和强制通风向堆肥内部通向堆肥内部通O2，促进好气微生物，促进好气微生物活动。活动。 堆肥原料、空气和土壤中存在
21、大量的各种微生堆肥原料、空气和土壤中存在大量的各种微生物，所以堆肥原料投入后很快就进入发酵阶段。首物，所以堆肥原料投入后很快就进入发酵阶段。首先微生物利用先微生物利用易分解性有机物进行繁殖易分解性有机物进行繁殖，产生，产生CO2和和H2O，同时产生热量使堆肥升温。发酵初期有机物质，同时产生热量使堆肥升温。发酵初期有机物质的分解主要是靠的分解主要是靠中温型微生物中温型微生物（3040），随着温），随着温度的升高，最适宜生活在度的升高，最适宜生活在4565的的高温菌高温菌逐渐取代逐渐取代了中温型微生物。在此温度下，各种病原菌、寄生了中温型微生物。在此温度下，各种病原菌、寄生虫卵、杂草种子等均可被杀
22、灭。虫卵、杂草种子等均可被杀灭。 二次发酵二次发酵 将经一次发酵后的堆肥送到二次发酵场将经一次发酵后的堆肥送到二次发酵场地继续堆腐，使一次发酵中尚未完全分解的易地继续堆腐，使一次发酵中尚未完全分解的易分解的、较易分解的与难分解的有机物质继续分解的、较易分解的与难分解的有机物质继续分解，并将其逐渐转化为分解，并将其逐渐转化为比较稳定和腐熟的堆比较稳定和腐熟的堆肥。时间通常在肥。时间通常在20-30d，其长短根据堆肥的使，其长短根据堆肥的使用情况。用情况。 二次发酵的要求不如一次发酵条件严格，堆积二次发酵的要求不如一次发酵条件严格，堆积高度可以在高度可以在12米，只要有防雨、通风措施即可。米，只要
23、有防雨、通风措施即可。在堆积过程中每周翻堆在堆积过程中每周翻堆1-2次。二次发酵的时间长短次。二次发酵的时间长短视畜禽粪便种类和添加的水分调节材料性质而定，视畜禽粪便种类和添加的水分调节材料性质而定，一般堆肥内部温度降至一般堆肥内部温度降至40以下时就表明以下时就表明二次发酵二次发酵结束结束，可以进行堆肥风干和后续加工了。，可以进行堆肥风干和后续加工了。 通常，纯畜禽粪便堆肥二次发酵一般需要通常，纯畜禽粪便堆肥二次发酵一般需要2周周左右的时间，添加秸秆类材料时二次发酵在左右的时间，添加秸秆类材料时二次发酵在3-4周左周左右，而添加锯末、树皮等的情况下二次发酵需要在右，而添加锯末、树皮等的情况下
24、二次发酵需要在6周以上的时间。周以上的时间。35原料名原料名水分水分CaOMgOKPNCC/N比比畜畜粪粪类类牛粪牛粪801.5-2.0 0.5-1.0 1.5-2.0 2.0-2.5 2.0-2.540-4515-20猪粪猪粪704.0-5.0 1.0-1.5 1.5-2.0 5.0-6.0 3.0-4.040-5010-15鸡粪鸡粪6510-151.0-1.5 3.0-4.0 6.0-7.0 5.0-6.035-406-10秸秸秆秆类类稻草类稻草类100.50.22.0-2.5 0.2-0.5 0.5-1.035-4050-60麦秸类麦秸类100.50.22.0-2.5 0.1-0.3 0
25、.5-1.040-4560-70稻糠类稻糠类100.10.10.50.1-0.3 0.3-0.535-4070-80蔬蔬菜菜类类萝卜叶萝卜叶905.0-7.0 0.3-0.5 5.0-6.0 0.8-1.0 5.0-6.040-458-10葱叶葱叶803.0-4.0 0.5-0.7 5.0-6.0 0.8-1.0 3.0-4.040-4510-15包菜包菜901.5-2.0 0.2-0.3 5.0-6.0 1.0-1.5 5.0-6.040-458-10白菜白菜905.0-6.0 0.7-1.0 5.0-6.0 1.5-2.0 3.0-4.040-5010-15黄瓜茎黄瓜茎706.0-8.0
26、0.5-0.7 7.0-10 1.0-1.5 4.0-5.040-459-12甘薯茎甘薯茎704.5-5.0 0.3-0.5 0.7-0.9 1.0-1.5 2.0-3.040-4510-15甜玉米茎甜玉米茎702.5-3.0 0.7-1.0 1.5-2.0 1.0-1.5 3.5-4.040-5010-1536树树木木类类柳树叶柳树叶约约701.0-1.5 0.2-0.5 1.0-1.5 0.5-1.01.0-1.545-50 30-40杉叶杉叶约约600.3-0.5 0.2-0.5 0.1-0.2 0.1-0.21.0-1.545-50 40-50松叶松叶约约601.0-1.5 0.2-0
27、.5 0.3-0.5 0.1-0.20.5-1.045-50 50-60柿叶柿叶约约602.5-3.0 0.5-1.0 4.0-5.0 4.0-5.03.0-4.045-50 15-20树皮树皮约约302.0-2.5 0.1-2.0 3.0-4.0 0.1-0.20.0-0.145-50 500锯末（阔）锯末（阔）约约100.3-0.5 0.1-0.2 0.1-0.2 0.0-0.10.0-0.145-50 500植植物物性性食食品品类类米糠米糠约约151.5-2.0 4.0-5.02.0-3.045-50 20-25菜籽粕菜籽粕约约101.5-2.0 2.0-3.05.5-6.545-50
28、7-10豆粕豆粕约约102.0-2.5 1.5-2.07.0-8.045-50 6-8酒糟酒糟约约650.10.5-1.07.0-8.045-50 6-8啤酒糟啤酒糟约约750.11.5-2.04.0-5.045-50 8-10海带类海带类约约752.0-2.5 0.51.5-2.040-45 20-30动动物物食食品品类类鱼类鱼类约约108.0-108.0-9.045-50 6-8肉类肉类约约102.0-2.58.0-9.045-50 6-8骨粉骨粉约约510-126.5-7.035-40 6-8家畜内藏家畜内藏约约200.5-1.0 0.5-1.08.0-9.045-50 6-8皮屑皮屑约
29、约150.20.15.0-5.545-50 8-10 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3.2 典型好氧堆肥工艺及设备典型好氧堆肥工艺及设备 堆肥化的分类堆肥化的分类 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系统系统固体流向固体流向供气方式或供气方式或反应器类型反应器类型反应器床层、反应器床层、形状或固体流态形状或固体流态3.2.1、条垛式系统、条垛式系统 将堆肥物料以条垛式条堆状堆置，在好氧条件
30、下进行将堆肥物料以条垛式条堆状堆置，在好氧条件下进行发酵。发酵。垛的断面可以是垛的断面可以是梯形、不规则四边形或三角形梯形、不规则四边形或三角形。条。条垛式堆肥的特点是通过垛式堆肥的特点是通过定期翻堆定期翻堆来实现堆体中的有氧状态。来实现堆体中的有氧状态。条垛式堆肥一次发酵周期为条垛式堆肥一次发酵周期为13个月。该堆肥过程由个月。该堆肥过程由预处预处理、建堆、翻堆和储存理、建堆、翻堆和储存4个工序组成。个工序组成。常用的条垛式、强制通风静态垛系统和重要的反应器系统的主要技术环节。 场地场地 空间空间：应足够大。：应足够大。 场地表面场地表面：必须坚固和有坡度。当采用坚硬的材料：必须坚固和有坡度
31、。当采用坚硬的材料( (如道路沥青和混凝土如道路沥青和混凝土) )时，场地表面坡度不小于时，场地表面坡度不小于1%1%；当；当采用不够坚硬的材料采用不够坚硬的材料( (如砾石和炉渣如砾石和炉渣) )时，其坡度应不小时，其坡度应不小于于2%2%。 渗滤液收集和排除系统渗滤液收集和排除系统：至少包括排水沟和贮水池。：至少包括排水沟和贮水池。面积大于面积大于20,000m20,000m2 2的场地或雨量多的地区都必须建贮水的场地或雨量多的地区都必须建贮水池，用以收集堆肥渗滤液和雨水。池，用以收集堆肥渗滤液和雨水。 其它设施其它设施：屋顶、挡风墙。：屋顶、挡风墙。 建堆建堆 建堆方法：无添加物，建堆方
32、法：无添加物，直接建堆直接建堆；有添加物，根；有添加物，根据掺入和混合方式有：据掺入和混合方式有：采用一层垃圾一层添加物的方法采用一层垃圾一层添加物的方法建堆建堆，其混合靠翻堆来完成；垃圾和添加物从公共出口，其混合靠翻堆来完成；垃圾和添加物从公共出口排出，排出，边混合边建堆边混合边建堆。 建堆的形状：主要取决于气候条件和翻堆设备的建堆的形状：主要取决于气候条件和翻堆设备的类型，类型，圆锥形或采用平顶长堆圆锥形或采用平顶长堆。 建堆的尺寸：条剁系统适宜规模参数为：建堆的尺寸：条剁系统适宜规模参数为：底宽底宽26m，高，高13m，长度不限，最常见的尺寸为长度不限，最常见的尺寸为底宽底宽35m，高高
33、23m，其断面大多为其断面大多为三角形三角形。最佳尺寸根据气候条。最佳尺寸根据气候条件、翻堆使用设备、堆肥原料的性质而定。件、翻堆使用设备、堆肥原料的性质而定。 翻堆翻堆翻堆方式：翻堆方式：人工或机械方法进行物料的翻转和重堆。人工或机械方法进行物料的翻转和重堆。翻堆次数：取决于堆体中的耗氧量翻堆次数：取决于堆体中的耗氧量，在初期应高于后期；并，在初期应高于后期；并根据腐熟程度、翻堆设备类型、防臭味产生、占地空间的需根据腐熟程度、翻堆设备类型、防臭味产生、占地空间的需求及经济因素等变化；有时通过翻堆来求及经济因素等变化；有时通过翻堆来促进水分蒸发和物料促进水分蒸发和物料松散松散。设计和配置翻堆设
34、备时，应。设计和配置翻堆设备时，应保证一天一次的翻堆能力保证一天一次的翻堆能力。 翻堆设备：翻堆设备：最初是推土机（摊开和重堆）和装载机（装入料最初是推土机（摊开和重堆）和装载机（装入料斗，在行进中倾倒下来），因使物料受到一定程度的压实而斗，在行进中倾倒下来），因使物料受到一定程度的压实而被逐渐淘汰。目前，常用的是被逐渐淘汰。目前，常用的是带齿滚筒翻堆设备带齿滚筒翻堆设备，通过带齿，通过带齿滚筒就地搅混完成物料翻堆，或在翻转、搅混物料的同时将滚筒就地搅混完成物料翻堆，或在翻转、搅混物料的同时将物料移至附近重堆。物料移至附近重堆。3.2.2、强制通风静态垛系统 在条垛式堆肥系统上在条垛式堆肥系统
35、上增加通风系统增加通风系统，就成为强制通风静态，就成为强制通风静态垛系统。它能更有效地确保高温和病原菌灭活。垛系统。它能更有效地确保高温和病原菌灭活。 场地场地：场地的表面应结实、能迅速排走积水和渗滤液。：场地的表面应结实、能迅速排走积水和渗滤液。 通风系统：包括鼓风机和通风管路。通风系统：包括鼓风机和通风管路。通风管路通风管路：固定式通风系统的管路放于水泥沟槽中或平铺在：固定式通风系统的管路放于水泥沟槽中或平铺在水泥地面上，上铺木屑、刨花等空隙率较大的填充料，以便水泥地面上，上铺木屑、刨花等空隙率较大的填充料，以便均匀布气；或完全靠水泥沟槽充当通风管路。移动式通风系均匀布气；或完全靠水泥沟槽
36、充当通风管路。移动式通风系统主要由简单的管道直接放在地面上构成，成本低，设计灵统主要由简单的管道直接放在地面上构成，成本低，设计灵活，易于调整。活，易于调整。通风方式通风方式：正压鼓风机或负压抽气，也可用二者组成的混合：正压鼓风机或负压抽气，也可用二者组成的混合通风。通风。通风的控制方式通风的控制方式：一般常用温度或时间控制。在堆体中安装：一般常用温度或时间控制。在堆体中安装温度反馈系统，堆体内部温度超过温度反馈系统，堆体内部温度超过60时，鼓风机自动开始时，鼓风机自动开始工作，排出堆料热量和水蒸汽，使堆体冷却下来。也可每隔工作，排出堆料热量和水蒸汽，使堆体冷却下来。也可每隔15min20mi
37、n(具体时间根据实际情况确定具体时间根据实际情况确定)通风供氧。通风供氧。 堆肥物料的特性堆肥物料的特性 形状：物料呈粒状，松散状；形状：物料呈粒状，松散状； 尺寸：应均匀，一般为尺寸：应均匀，一般为1.25cm左右；左右； 含水率：物料含水率应控制在含水率：物料含水率应控制在55%左右，以避免物料左右，以避免物料空隙容积减少甚至压实。空隙容积减少甚至压实。 优缺点优缺点 设备投资相对较低；与条跺式堆肥系统相比，温度及通风设备投资相对较低；与条跺式堆肥系统相比，温度及通风条件得到更好的控制；堆腐时间相对较短，一般为条件得到更好的控制；堆腐时间相对较短，一般为23周；周；产品稳定性好，能更有效的
38、杀灭病原菌及控制臭味；占地产品稳定性好，能更有效的杀灭病原菌及控制臭味；占地也较少；受寒冷气候的影响较小。也较少；受寒冷气候的影响较小。 反应器堆肥系统是使堆肥物料在部分或全部密闭的反应器堆肥系统是使堆肥物料在部分或全部密闭的反应反应器即发酵装置器即发酵装置( (如发酵仓、发酵塔等如发酵仓、发酵塔等) )内，控制通风和水内，控制通风和水分条件，使物料进行生物降解和转化，也称发酵仓系统。分条件，使物料进行生物降解和转化，也称发酵仓系统。 特点：在一个或几个容器内进行，特点：在一个或几个容器内进行，机械化和自动化程度机械化和自动化程度较高。较高。 堆肥基本步骤与其他两类系统相同。堆肥基本步骤与其他
39、两类系统相同。3.2.3、反应器系统、反应器系统 主要类型主要类型 立式发酵塔：立式发酵塔：由多层平面构成。进料口在反应器的上部，由多层平面构成。进料口在反应器的上部，物物料先进入第一层，然后一层层被向下推移料先进入第一层，然后一层层被向下推移。在各层之间可以。在各层之间可以有不同的时间停留，通过搅拌使堆料均匀，最后堆料进入最有不同的时间停留，通过搅拌使堆料均匀，最后堆料进入最底层，从出料口运走。整个堆腐过程中进料和出料是连续的。底层，从出料口运走。整个堆腐过程中进料和出料是连续的。通气管道位于反应器的下部，由许多支管组成，外连鼓风机。通气管道位于反应器的下部，由许多支管组成，外连鼓风机。在反
40、应器的上部设有一废气口，产生的臭气可以统一收集处在反应器的上部设有一废气口，产生的臭气可以统一收集处理。理。常见的立式发酵塔结构示意图包裹仓式 混匀的物料从发酵仓顶部进入并充满反应器，占据整个发酵仓。具有分支管路的通气管道在发酵仓底部，废气由反应器上部的废气管道排出，出口略低于混合物的上表面，通过抽气的方式把废气收集处理。进料和出料可以是间歇的或连续式的。产品由反应器的下部出口运走，物料在反应器的移动以推流式方式进行。 旋转仓式旋转仓式 根据物料在反应器内的移动方式又分为：根据物料在反应器内的移动方式又分为：a、推流式：、推流式：物料从仓体的进料口进入，沿仓体移动到反应器物料从仓体的进料口进入
41、，沿仓体移动到反应器末端的出料口，物料通过发酵仓的旋转翻滚而达到混合。空末端的出料口，物料通过发酵仓的旋转翻滚而达到混合。空气可以采用正压和负压方式通过流程中的一系列喷口进行分气可以采用正压和负压方式通过流程中的一系列喷口进行分配，通过对温度的监测来调节堆肥过程中的通气量。配，通过对温度的监测来调节堆肥过程中的通气量。 这是迄今为止最普遍被采用的发酵仓系统。这是迄今为止最普遍被采用的发酵仓系统。b、分割式：、分割式：沿物料流动方向，反应器被分为一个个小室，在沿物料流动方向，反应器被分为一个个小室，在不同的室内，物料可以进行不同时间、不同堆腐条件的堆腐，不同的室内，物料可以进行不同时间、不同堆腐
42、条件的堆腐，物料从一室移入另一个室，最后进入出料口被移走。物料的物料从一室移入另一个室，最后进入出料口被移走。物料的移动通过一条条传送带进行。在每个小室中，物料通过旋转移动通过一条条传送带进行。在每个小室中，物料通过旋转破碎机械设备而破碎混合。破碎机械设备而破碎混合。 反应器系统的优缺点反应器系统的优缺点 优点：优点：设备占地面积小设备占地面积小；能进行很好的过程控制；能进行很好的过程控制；堆肥过程不受气候条件的影响；可对堆肥过程不受气候条件的影响；可对废气进行统一废气进行统一收集处理，防止环境的二次污染收集处理，防止环境的二次污染；可；可对热量进行回对热量进行回收利用收利用。 缺点：堆肥的缺
43、点：堆肥的投资和运行、维护费用很高投资和运行、维护费用很高；堆肥周；堆肥周期较短，堆肥产品会期较短，堆肥产品会有潜在的不稳定性有潜在的不稳定性，堆肥的后，堆肥的后熟期相对延长；由于机械化程度高，熟期相对延长；由于机械化程度高，一旦设备出现一旦设备出现问题，堆肥过程即受影响问题，堆肥过程即受影响。4 、堆肥腐熟度及产品质量、堆肥腐熟度及产品质量4.1、发酵周期与堆肥腐熟度的概念、发酵周期与堆肥腐熟度的概念4.1.1发酵周期发酵周期u指固体废物经好氧发酵过程由原材料成为稳定无害的堆指固体废物经好氧发酵过程由原材料成为稳定无害的堆肥产品所需要的时间。肥产品所需要的时间。u堆肥发酵周期的长短是评价堆肥
44、工艺好坏的一个重要指堆肥发酵周期的长短是评价堆肥工艺好坏的一个重要指标。碳氮比、通风量、温度和水分等是否处于最佳条件标。碳氮比、通风量、温度和水分等是否处于最佳条件均能使发酵周期受到直接影响。传统的静态堆肥法，依均能使发酵周期受到直接影响。传统的静态堆肥法，依靠自然通风和翻堆来实现好氧堆肥的全过程，因此，发靠自然通风和翻堆来实现好氧堆肥的全过程，因此，发酵周期需时酵周期需时23个月，有时甚至长达半年。而目前一些高个月，有时甚至长达半年。而目前一些高效快速动态堆肥技术，可使堆肥发酵周期控制在效快速动态堆肥技术，可使堆肥发酵周期控制在7d以内，以内，有的一次发酵时间仅需有的一次发酵时间仅需23d。
45、u堆肥腐熟度是指成品堆肥的稳定程度。在工程堆肥腐熟度是指成品堆肥的稳定程度。在工程上，它是衡量堆肥反应完成的信号，在农业上，上，它是衡量堆肥反应完成的信号，在农业上，它是堆肥质量的指标。它是堆肥质量的指标。u腐熟度的基本含义是：腐熟度的基本含义是：（1）通过微生物的作）通过微生物的作用，堆肥的产品要达到稳定化、无害化，亦即用，堆肥的产品要达到稳定化、无害化，亦即不对环境产生不良影响；不对环境产生不良影响；（2）堆肥产品的使）堆肥产品的使用不影响作物的成长和土壤耕作能力。用不影响作物的成长和土壤耕作能力。4.1.24.1.2堆肥腐熟度堆肥腐熟度4.2.34.2.3、评估成熟堆肥的常用方法、指标和
46、参数、评估成熟堆肥的常用方法、指标和参数方法方法参数或项目参数或项目表观鉴别法表观鉴别法1.1.温度；温度；2.2.颜色；颜色；3.3.气味；气味；4.4.质地质地化学方法化学方法1.1.碳氮比（碳氮比（C/NC/N）；）；2.2.氮化合物（总氮、氮化合物（总氮、NHNH4 4-N-N、NONO3 3-N-N、NONO2 2-N-N）；）；3.3.阳离子交换量（阳离子交换量（CECCEC）4.4.有机化合物（水溶性或可浸提有机碳、还原糖、有机化合物（水溶性或可浸提有机碳、还原糖、脂类等化合物、纤维素、半纤维素、淀粉等）脂类等化合物、纤维素、半纤维素、淀粉等）5.5.腐殖质（腐殖质指数、腐殖质总
47、量和功能基团）腐殖质（腐殖质指数、腐殖质总量和功能基团）生物活性法生物活性法1.1.耗氧速率；耗氧速率；2.2.微生物种群和数量；微生物种群和数量；3.3.酶学分析；酶学分析；植物毒性法植物毒性法1 1、种子发芽；、种子发芽；2 2、植物生物量、植物生物量卫生学检测卫生学检测致病微生物指标等致病微生物指标等 表观鉴别法（物理）表观鉴别法（物理） 温度：与环境温度趋于一致，不再有明显变化温度：与环境温度趋于一致，不再有明显变化 气味：具有潮湿泥土的气味。气味：具有潮湿泥土的气味。 颜色：黑褐色或黑色。颜色：黑褐色或黑色。 质地：质地疏松，手捏之成团，松之即散；草茎树叶之类用质地：质地疏松，手捏之
48、成团，松之即散；草茎树叶之类用手一拉即断。手一拉即断。 化学方法化学方法碳氮比碳氮比 a、堆肥的固相、堆肥的固相C/N值从初始的值从初始的2530:1降低到降低到1520:1以下。以下。 b、(终点终点C/N)/(初始初始C/N)60mmol/100g样品时，作为堆肥腐熟的指标。样品时，作为堆肥腐熟的指标。有机化合物有机化合物u在堆肥过程中，糖类首先消失，接着是淀粉，最后是纤在堆肥过程中，糖类首先消失，接着是淀粉，最后是纤维素。维素。纤维素、半纤维素、脂类纤维素、半纤维素、脂类等经过成功的堆肥过程，等经过成功的堆肥过程，可降解可降解5080，蔗糖和淀粉，蔗糖和淀粉的利用接近的利用接近100。一
49、般。一般认为，认为，淀粉的消失是堆肥腐熟的标志淀粉的消失是堆肥腐熟的标志，且它可用淀粉点，且它可用淀粉点状检测器来检测。状检测器来检测。u但是，堆肥物料中淀粉的存在并不多，被检测的也只是但是，堆肥物料中淀粉的存在并不多，被检测的也只是物料中可腐烂物质的一部分。所以完全腐熟的、稳定的物料中可腐烂物质的一部分。所以完全腐熟的、稳定的堆肥产品，以检不出淀粉为基本条件，但是检不出淀粉堆肥产品，以检不出淀粉为基本条件，但是检不出淀粉并不一定表示堆肥已腐熟。并不一定表示堆肥已腐熟。腐殖质腐殖质u用用NaOH提取的腐殖质提取的腐殖质(HS)可分为胡敏酸可分为胡敏酸(HA)、富里酸、富里酸(FA)及未腐殖化的
50、组分及未腐殖化的组分(NHF)。堆肥开始时一般含有较高。堆肥开始时一般含有较高的非腐殖质成分及的非腐殖质成分及FA，较低的，较低的HA，随着堆肥过程的进行，随着堆肥过程的进行， FA保持不变或稍有减少，而保持不变或稍有减少，而HA大量产生，成为腐殖质的大量产生，成为腐殖质的主要部分。主要部分。u一些腐殖质参数相继被提出，如腐殖化指数一些腐殖质参数相继被提出，如腐殖化指数(HI)：HI=HA/FA；腐殖化率；腐殖化率(HR)：HR=HA/(FA+NHF) 。当。当HI值达到值达到3，HR达到达到1.35时堆肥已腐熟。时堆肥已腐熟。生物学生物学方法方法 耗氧速率耗氧速率 腐熟堆肥的耗氧速率基本稳定
