1、第五章第五章 固体废物生物处理固体废物生物处理5.1 概概 述述2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所生生 物物 处处 理理 的的 对对 象象&以生物源物质为主要组分的各种固体废物 易腐生活垃圾易腐生活垃圾 农业废弃物农业废弃物 食品加工废物食品加工废物2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所生生 物物 处处 理理 的的 对对 象象&生物源物质的化学分析 生物质组成生物质组成可溶性糖、纤维素、半纤维素、木质素可溶性糖、纤维素、半纤维素、木质素蛋白质（水溶、非水溶）、脂肪蛋白质（水溶、非水溶）、脂肪 营养元素营养元素N、P、K、Ca、Mg、Fe 其他其他盐度、有害元素、有害
2、化合物盐度、有害元素、有害化合物2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所生生 物物 处处 理理 的的 途途 径径&好氧/兼性废物废物水溶性有机物水溶性有机物非水溶性有机物非水溶性有机物水解水解微生物代谢微生物代谢热量热量CO2+H2O+N2+NH3+腐殖质NOx- O2生物量生物量2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所生生 物物 处处 理理 的的 途途 径径&厌氧废物废物水溶性水溶性非水溶性非水溶性水解水解糖类糖类蛋白质蛋白质脂肪酸脂肪酸酸化酸化/发酵发酵VFA氨基酸氨基酸乳酸乳酸醇类醇类乙酸化乙酸化乙酸乙酸CO2H2NH4+H2O甲烷化甲烷化CH4 +CO2NH4+生物
3、塑料生物塑料PHA聚乳酸聚乳酸氢回收氢回收腐殖质腐殖质2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所生生 物物 处处 理理 的的 途途 径径&其他Vemicomposting废物废物初腐化初腐化蚯蚓代谢蚯蚓代谢蚓粪蚓粪蚓体蚓体2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所生生 物物 处处 理理 的的 途途 径径&基质化利用废物废物水解水解营养液营养液微生物体微生物体酶酶其他微生物蛋白质其他微生物蛋白质2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所生生 物物 处处 理理 的的 应应 用用&堆肥 无害化、稳定化、有机质循环无害化、稳定化、有机质循环 农业农业/生活垃圾处理生活垃圾处理
4、受污染土壤处理受污染土壤处理2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所生生 物物 处处 理理 的的 应应 用用&厌氧消化 稳定化、能源利用、有机质循环稳定化、能源利用、有机质循环 农业农业/生活垃圾生活垃圾/食品工业废物食品工业废物/污泥处理污泥处理&其他高附加值利用 生物可降解聚合物、生物可降解聚合物、H2、电能、酶制剂、电能、酶制剂5.2 固体废物堆肥化固体废物堆肥化2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆肥工艺的定义与分类堆肥工艺的定义与分类&定义 在受控条件下，通过微生物对有机物的代谢过程，在受控条件下，通过微生物对有机物的代谢过程，使生物源废物转化为稳定的有机残余
5、物，堆肥产使生物源废物转化为稳定的有机残余物，堆肥产物应具有在堆存和运输过程中不腐败发臭、相容物应具有在堆存和运输过程中不腐败发臭、相容于植物生长的特性于植物生长的特性&分类 进进出料出料间歇间歇/连续连续 物料运动物料运动静态静态/动态动态 代谢环境代谢环境高温高温/中温中温 好氧好氧/厌氧厌氧2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理&计量方程 不含氮有机物的氧化不含氮有机物的氧化 含氮有机物的氧化含氮有机物的氧化 细胞质的合成细胞质的合成 细胞质的氧化细胞质的氧化222C H OOCOH O422xyxyzyxx能量151842(4 -3 -2 )-6
6、7-3-15C H O NOC H O N(-15)CO()H O(-1)NH42tuwv223m utvwmumvmmtmv32572221C H ONH5 OC H O N5 CO4 H O422xyxnynznnxnxny能量5722223C H O N5O5CO2H ONH 能量2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理例题某堆肥化原料中含氮与不含氮有机物的重量比为某堆肥化原料中含氮与不含氮有机物的重量比为1：3，含氮有机，含氮有机物计量分子式为：物计量分子式为：C12H16O6N, 不含氮有机物计量分子式为：不含氮有机物计量分子式为：C2H3O;若
7、堆肥过程中有机物的降解率均为若堆肥过程中有机物的降解率均为60%, 其中转化为生物其中转化为生物质的重量占质的重量占1/10，生物质的计量分子式为：，生物质的计量分子式为：C5H7O2N；腐熟堆肥；腐熟堆肥分子式为：分子式为：C15H18O4N，不考虑生物质的进一步降解时，计算每，不考虑生物质的进一步降解时，计算每吨该种废物（含干有机物吨该种废物（含干有机物30%）堆肥化所需的理论空气量（）堆肥化所需的理论空气量（m3）。）。空气中含氧空气中含氧21%（体积比），每（体积比），每mol氧体积为氧体积为0.0224 m32022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理
8、理解：以以1kg1kg为计算单位为计算单位1 1）转化为生物质的含碳有机物量及其耗氧量）转化为生物质的含碳有机物量及其耗氧量取取n=5n=5，配平前式：，配平前式：23325722225115C H ONHOC H O N5COH O4211kg 60%0.06kg60g10生物质生成量=2 12+3 1+1 16=43含碳有机物分子量5 12+7 1+1 14+2 16=113生物质分子量=60=5 43114g113 消耗含碳有机物602532106g1134耗氧量2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理2）其余含碳有机物降解耗氧量）其余含碳有机物降解
9、耗氧量2322293C H OO2COH O4231kg 60%0.1140.336kg336g4其余含碳有机物降解量3369=32563g434耗氧量2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理3）含氮有机物降解耗氧量）含氮有机物降解耗氧量取取m=3配平配平4）总耗氧量）总耗氧量=106+563+118=787g换算为每吨原料，即需空气换算为每吨原料，即需空气2623Nm3150=20 32118g3 270耗氧量121661518423C H O N20OC H O N21CO12H O2NH22312701kg 60%0.15kg150g4含氮有机物分子
10、量，降解量7871=22.42623 L320.21折算空气（标态）体积2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理&堆肥化微生物 细菌：化能异养型细菌细菌：化能异养型细菌 化能自养型细菌化能自养型细菌 放线菌放线菌 真菌：霉菌真菌：霉菌 酵母菌酵母菌 原生动物原生动物2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理&堆肥过程与微生态 启动阶段启动阶段主导微生物：真菌、放线菌主导微生物：真菌、放线菌 代代 谢：谢： 升温阶段升温阶段主导微生物：细菌、放线菌主导微生物：细菌、放线菌 代代 谢：谢： 高温阶段高温阶段主导微生物：细菌、
11、（放线菌）主导微生物：细菌、（放线菌） 代代 谢：谢：胞外酶胞外酶生物质细胞生物质细胞溶解性基质溶解性基质好氧代谢好氧代谢溶解性基质溶解性基质无机物无机物+细胞质细胞质+热量热量好氧代谢好氧代谢溶解性基质溶解性基质无机物无机物+细胞质细胞质+热量热量2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理 降温阶段降温阶段主导微生物：放线菌、真菌、原生动物主导微生物：放线菌、真菌、原生动物代代 谢：谢： 腐熟阶段腐熟阶段主导微生物：放线菌、真菌、原生动物、自养型细菌主导微生物：放线菌、真菌、原生动物、自养型细菌代代 谢：谢：胞外酶胞外酶非溶解性有机物非溶解性有机物无机物无
12、机物+细胞质细胞质+热量热量溶解性基质溶解性基质好氧代谢好氧代谢原生动物原生动物细胞质细胞质生物体生物体+残余物残余物+无机物无机物胞外酶胞外酶非溶解性有机物非溶解性有机物无机物无机物+细胞质细胞质+热量热量溶解性基质溶解性基质好氧代谢好氧代谢原生动物原生动物细胞质细胞质生物体生物体+残余物残余物+无机物无机物422NHONO / NO 硝化菌特征微生态替换型代谢2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理&堆肥过程的影响因素物物 料料 指指 标标 影影 响响适宜值适宜值有机物含量与组成有机物含量与组成生物代谢生物代谢30%含水率含水率生物代谢、传质生物代谢、
13、传质4060%空隙率空隙率传质传质40%C/N生物代谢生物代谢20352022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理原料有机物含量对堆肥过程的影响原料有机物含量对堆肥过程的影响c 成品质量成品质量- 要求有机物含量要求有机物含量10%，堆肥过程有机物降解率，堆肥过程有机物降解率45% 原料有机物含量应原料有机物含量应19.8%c 达到升温与干化要求达到升温与干化要求- 升温升温555d 60%蒸发潜热蒸发潜热- 干化干化初含水率初含水率55% 终含水率终含水率45%有机物热值18MJ/kg原料有机物含量原料有机物含量 30%可满足可满足2 2方面的要求方面的要求
14、2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理 原料含水率与空隙率对堆肥过程的影响原料含水率与空隙率对堆肥过程的影响c 生物过程生物过程 含水率下限含水率下限23%，无上限，无上限c 孔隙氧传递过程孔隙氧传递过程 堆体应保持一定的空隙率堆体应保持一定的空隙率 含水率与空隙率相关含水率与空隙率相关- 物料达到田间含水率物料达到田间含水率 物料内孔隙为水分饱和物料内孔隙为水分饱和 堆肥过程的物料含水率应基本与田间含水率相当堆肥过程的物料含水率应基本与田间含水率相当新鲜垃圾田间含水率新鲜垃圾田间含水率5570%腐熟堆肥田间含水率腐熟堆肥田间含水率3040%优化初始含水
15、率优化初始含水率40-60%，空隙率，空隙率 40%2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理 原料原料C/N比对堆肥过程的影响比对堆肥过程的影响堆肥过程中碳氮的消费模式堆肥过程中碳氮的消费模式为保持肥分、控制环境影响，为保持肥分、控制环境影响，N应主要用于细胞原料应主要用于细胞原料原料中可堆肥有机物的碳、氮质量之比原料中可堆肥有机物的碳、氮质量之比C氧化产能氧化产能堆体升温堆体升温合成能量合成能量细胞原料细胞原料细胞合成细胞合成降解产能降解产能氨氨 释释 放放N细胞原料细胞原料合成能量合成能量C/NC/N过低，过量氨散失过低，过量氨散失，也不宜升温（，也不
16、宜升温（N N能量代谢的低效性）能量代谢的低效性）C/NC/N过高，细胞合成滞后，降解不完全；成品进入土壤后出现过高，细胞合成滞后，降解不完全；成品进入土壤后出现 “ “氮饥饿氮饥饿”争夺土壤养分争夺土壤养分2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理&堆肥过程的影响因素 过过 程程 指指 标标 影影 响响适宜值适宜值堆体氧浓度堆体氧浓度生物代谢生物代谢5% v/v堆堆 温温生物代谢、无害化生物代谢、无害化4565 堆制时间堆制时间生物代谢、植物相容性生物代谢、植物相容性一次发酵一次发酵3-15d二次发酵二次发酵 30dpH值值生物代谢生物代谢中性中性 接接
17、种种 一般对升温与启动阶段影响较为明显一般对升温与启动阶段影响较为明显2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理&堆肥评价 卫生无害化：致病菌、寄生虫卵、有害昆虫卵卫生无害化：致病菌、寄生虫卵、有害昆虫卵 植物相容性：发芽率试验、植物生长试验植物相容性：发芽率试验、植物生长试验 臭气臭气 稳定化：稳定化： 淀粉、淀粉、org C/org C0、NO2-N、腐殖质、腐殖质、水淬水淬C/N比比2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 艺艺&工艺调控方法 原料原料c 有机物含量有机物含量 寻找和应用于适用的废物寻找和应用于适用的废物
18、c 含水率含水率木屑、谷糠、秸秆木屑、谷糠、秸秆粪便、污泥粪便、污泥c 空隙率空隙率 木屑、谷糠、秸秆、惰性填充物木屑、谷糠、秸秆、惰性填充物c C/N 粪便、污泥粪便、污泥 /秸秆、园林垃圾秸秆、园林垃圾2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 艺艺 过程过程c 堆体氧浓度堆体氧浓度强制通风、翻倒、搅动强制通风、翻倒、搅动c 堆温堆温通风、翻倒、搅动频率、原料组分通风、翻倒、搅动频率、原料组分c 堆制时间堆制时间优化原料与环境条件优化原料与环境条件c pH值值氧浓度、空隙率氧浓度、空隙率2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工
19、艺艺&工艺过程原料预处理原料预处理 调质调质 一次发酵一次发酵 中间处理中间处理 二次发酵二次发酵 分选分选含水含水/空隙率空隙率分选分选 破碎破碎 C/N破碎破碎 接种接种均质均质 成品精制成品精制 臭气控制臭气控制 污水控制污水控制 控制控制 分选分选 密闭空间密闭空间 贮存贮存 温度温度 磨细磨细 气流处理气流处理 回喷回喷 时间时间 加富肥分加富肥分 氧浓度氧浓度反馈通风反馈通风/翻倒翻倒2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 艺艺&一次发酵工艺要素：通风、翻倒、环境控制（保温、防雨）要素：通风、翻倒、环境控制（保温、防雨） 野积式野积式/条垛式条垛式
20、通风层通风层强制通风强制通风翻堆翻堆2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 艺艺 仓式仓式静态静态2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 艺艺 仓式仓式间歇动态间歇动态c 立式塔立式塔2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 艺艺c 翻倒槽翻倒槽 2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 艺艺 仓式仓式连续动态连续动态2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 艺艺&二次发酵工艺要素：环境控制要素：环境控制 野积式野积式 翻倒槽翻倒槽
21、2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 艺艺&工艺计算 装置容积装置容积 通风量通风量 每日处理量 发酵周期实用容积物料密度22C OCO112VHHQ 出进堆物料平衡+理论气量热量平衡理论气量两者之中取大物料平衡空气量 8实际实际理论理论2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 艺艺&通风控制 按耗氧速率的演化、比例分配按耗氧速率的演化、比例分配2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 艺艺 按按O2、T、t反馈控制反馈控制c t3/4 t总总c t3/4 t总总2O 5%65 CT55 CT
22、/通风 翻堆通风2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所堆堆 肥肥 精精 制制&杂物分拣（选）&颗粒控制&营养分加富&微生物接种5.3 固体废物厌氧消化固体废物厌氧消化2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌氧消化的定义与分类厌氧消化的定义与分类&定义 在受控的无氧环境中，通过厌氧微生物菌群的代在受控的无氧环境中，通过厌氧微生物菌群的代谢，使生物源废物转化为沼气（谢，使生物源废物转化为沼气（CO2+CH4）、稳）、稳定的有机物的过程定的有机物的过程&分类 物料含水率物料含水率 液态液态 半固态半固态 固态固态 含固率含固率15% 消化流程消化流程 一阶段一阶段 二阶段二阶
23、段 代谢环境代谢环境 中温中温 高温高温 3545 50 2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 原原 理理&厌氧消化计量方程24+2572439C H O N2H OCH2048+-COC H O NNHHCO58202020nabcsddedencbsddesdsdsdn ccc 24+2572439C H O N2H OCH2048+-COC H O NNHHCO58202020nabcsddedencbsddesdsdsdn ccc 1 0.21ccfsaef式中d = 4n+a-2b-3cs = 合成或转化成细胞的那部分废物的化学需氧量（COD）e
24、= 废物的COD转化成作为能量的甲烷气的部分，且 s + e = 1s的数值随废物的组成成分、固体物质在系统内的平均停留时间（c）及细胞衰变率（f）的变化而变动2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 原原 理理&厌氧消化微生物 兼性水解菌：霉菌、酵母、大肠菌群兼性水解菌：霉菌、酵母、大肠菌群 厌氧乙酸化菌厌氧乙酸化菌 厌氧甲烷化菌：乙酸依赖型厌氧甲烷化菌：乙酸依赖型 氢依赖型氢依赖型2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 原原 理理&厌氧消化过程与微生态 厌氧消化过程厌氧消化过程 生态依存关系生态依存关系水解产物积累水解产物积
25、累甲烷化抑制甲烷化抑制乙酸化产氢抑制乙酸化产氢抑制非离子化非离子化VFA必须在相对稳定的微生态条件下进行消化2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 原原 理理&厌氧消化过程的影响因素 物料物料指指 标标 影影 响响适宜值适宜值有机物含量与组成有机物含量与组成生物代谢生物代谢50%，分布均衡，分布均衡含水率含水率生物代谢、传质生物代谢、传质60% C/N生物代谢生物代谢352022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 原原 理理与堆肥过程相比 厌氧过程没有氧传递要求，不需限制空隙率c 原料的有机物含量更高原料的有机物含量更高单位投资更
26、大对设施技术经济性的要求单位投资更大对设施技术经济性的要求c 原料含水率没有上限原料含水率没有上限不限制空隙率不限制空隙率c 原料含水率低限更高原料含水率低限更高一段式发酵：搅拌的要求一段式发酵：搅拌的要求微生物生态和代谢产物均质化，微生物生态和代谢产物均质化，H2的释放的释放二段式发酵：有限的固液相际传质二段式发酵：有限的固液相际传质c C/N比更高比更高细胞得率低、氮源需求少细胞得率低、氮源需求少过量过量NH4+积累易引起毒性效应积累易引起毒性效应2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 原原 理理 过程过程指指 标标 影影 响响适宜值适宜值温度温度生物代谢
27、生物代谢3240，5055中温菌群高温菌群 中温与高温厌氧菌群的代谢活力中温与高温厌氧菌群的代谢活力2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 原原 理理 过程过程指指 标标 影影 响响适宜值适宜值pH值值生物代谢生物代谢6.87.6 H+浓度影响甲烷化菌群活力、毒性物非离子化浓度影响甲烷化菌群活力、毒性物非离子化VFA和和氨的浓度，以及系统的热力学条件氨的浓度，以及系统的热力学条件反应自由能大小反应自由能大小2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 原原 理理 过程过程 指指 标标 影影 响响 适宜值适宜值 含水率含水率生物代谢、
28、传质生物代谢、传质与搅拌方式相关，但与搅拌方式相关，但 60%停留时间停留时间生物代谢生物代谢25d，15d 氢分压氢分压生物代谢生物代谢10-2atm）和丙酸（）和丙酸（ 10-5atm）的乙酸化代谢）的乙酸化代谢反应自由能的正负性反应自由能的正负性 PH2难以控制于极低值难以控制于极低值厌氧发酵在丙酸积累的主要因素厌氧发酵在丙酸积累的主要因素2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 原原 理理 接种接种c 通常是必须的，尤其当固体含量和有机物含量高时通常是必须的，尤其当固体含量和有机物含量高时 抑制物抑制物c NH4+、盐、各种金属离子、盐、各种金属离子20
29、22-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 原原 理理&过程评价 产气率产气率以理论产气率为依据评价*其他与堆肥化类似2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 工工 艺艺&工艺调控方法 物料物料c 物料含水率物料含水率 寻找适用废物寻找适用废物c 含水率含水率 沼沼 渣渣 /粪便、污泥、沼液粪便、污泥、沼液c C/N 沼沼 液液 / 秸秆、园林废物秸秆、园林废物2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 工工 艺艺 过程过程c 温度温度 / 进料流率进料流率 / 加热水流率加热水流率c pH值值 酸酸 /
30、碱碱c 微生态微生态接种接种c PH2搅拌搅拌 污泥颗粒化污泥颗粒化c 毒害物毒害物原料控制、搅拌原料控制、搅拌2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 工工 艺艺混合收集垃圾混合收集垃圾预分选预分选混合接种混合接种发酵反应器发酵反应器固液分离固液分离1回收回收/填埋填埋/焚烧焚烧分类收集垃圾分类收集垃圾易腐有机废物易腐有机废物渣渣液液固液分离固液分离2液液处理利用处理利用堆肥化堆肥化/直接利用直接利用泥泥&厌氧消化工艺过程2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所&消化工艺条件354050552530d
31、1218d815253535（二段法）（二段法）回流液回流液/泥泥回流渣回流渣液流循环液流循环1:211:0.30.5 厌厌 氧氧 消消 化化 工工 艺艺2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 工工 艺艺&工艺关键Biogas/液体液体脉冲气流脉冲气流液流循环液流循环甲烷化甲烷化甲烷化甲烷化酸化酸化 2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 工工 艺艺&消化工艺与设备 消化工艺消化工艺DrancoKompogasValorga2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所Kompogas2022-6-2同济大学固体废物处理与
32、资源化研究所Dranco2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所Valorga2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所Linde-BRV2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所Linde-KCA2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所&消化工艺与设备 其他设备其他设备c 混合接种混合接种浆式搅拌破碎机（浆式搅拌破碎机（w15）双螺杆混合机双螺杆混合机 （ w20）c 固液分离固液分离螺杆式挤压螺杆式挤压螺距递减挤压螺距递减挤压卧螺式离心脱水卧螺式离心脱水厌厌 氧氧 消消 化化 工工 艺艺2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消
33、化化 工工 艺艺&产生物利用与处理 沼气沼气 发电发电内燃机内燃机/外燃机外燃机 沼渣沼渣 堆肥堆肥农用农用焚烧焚烧填埋填埋 沼液沼液 脱氮处理脱氮处理灌溉利用灌溉利用2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 工工 艺艺&工艺计算 产气量计算产气量计算c 元素组成元素组成测定原料、固体残余的有机元素组成测定原料、固体残余的有机元素组成换算计量化学换算计量化学分子式分子式配平计量化学方程后演算配平计量化学方程后演算c 物理组成物理组成G =Ci gi ic 生物质组成生物质组成G =hi g iG 单位产气量单位产气量（Nm3/kg） Ci各物理组分的质量比各物理
34、组分的质量比（kg/kg）Gi各物理组分经验产气率各物理组分经验产气率 （Nm3/kg） i各物理组分经验消化率（各物理组分经验消化率（-）hi各物理组分的质量比各物理组分的质量比（kg/kg）g i各生物质组分的经验产气率各生物质组分的经验产气率2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 工工 艺艺 消化率消化率c 4560 反应器容积反应器容积c 发酵周期发酵周期tc 日处理垃圾日处理垃圾Fc 接种物重量比接种物重量比Ic 混合进料容重混合进料容重Wc 反应器容积反应器容积V(1)FItVW2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 工工 艺艺&厌氧消化的能源平衡 能源产生能源产生c 产气产气150250L CH4/kgBVSc 发电热效率发电热效率30 工艺用能工艺用能c 物料加热能量物料加热能量(120150%)c 搅拌装机功率搅拌装机功率开机时间率开机时间率2022-6-2同济大学固体废物处理与资源化研究所厌厌 氧氧 消消 化化 工工 艺艺&沼液处置 B/C0.1 NH3-N1500mg/L COD2000mg/L适宜土地处理适宜土地处理&沼渣处理 植物养份好氧堆肥植物养份好氧堆肥 含水量含水量60% 无害化水平与消化温度有关无害化水平与消化温度有关
