1、第二章第二章 固体废物的堆肥化处理固体废物的堆肥化处理第一节第一节 固体废物的预处理固体废物的预处理 一、压实处理一、压实处理 二、破碎处理二、破碎处理 三、分选处理三、分选处理 四、固化处理四、固化处理第二节第二节 固体废物的堆肥化处理固体废物的堆肥化处理 一、概述一、概述 二、堆肥化原理二、堆肥化原理 三、好氧堆肥工艺三、好氧堆肥工艺 四、厌氧堆肥工艺四、厌氧堆肥工艺 五、堆肥腐熟度的评价指标五、堆肥腐熟度的评价指标 六、堆肥设备六、堆肥设备第一节第一节 固体废物的预处理固体废物的预处理一、固体废物的压实一、固体废物的压实1、压实的定义、压实的定义 压实又称压缩，是压实又称压缩，是通过外力
2、加压于松散的固体物上，对废物实行通过外力加压于松散的固体物上，对废物实行减容化，以增加固体废物的聚集程度，减容化，以增加固体废物的聚集程度，一方面可一方面可降低运输成本降低运输成本，便于，便于装卸、运输和延长填埋寿命；另一方面可装卸、运输和延长填埋寿命；另一方面可制取高密度惰性材料制取高密度惰性材料，便于，便于储存、填埋或作为建筑材料使用。储存、填埋或作为建筑材料使用。压实的原理就是减少孔隙率、将空气挤掉。压实的原理就是减少孔隙率、将空气挤掉。压实处理是一种普遍采用的固体废物预处理方法，如易拉罐、塑压实处理是一种普遍采用的固体废物预处理方法，如易拉罐、塑料瓶、纸箱、纤维制品等松散废物，甚至汽车
3、，都要经过压实预处理。料瓶、纸箱、纤维制品等松散废物，甚至汽车，都要经过压实预处理。固体废物预处理对于后续的处理工艺，如卫生填埋、堆肥、焚烧固体废物预处理对于后续的处理工艺，如卫生填埋、堆肥、焚烧都是十分必要的，它也是很重要的一个环节，科学合理地选择预处理都是十分必要的，它也是很重要的一个环节，科学合理地选择预处理工艺技术十分重要。目前主要采用的预处理方法包括工艺技术十分重要。目前主要采用的预处理方法包括压实、破碎、分压实、破碎、分选、固化选、固化等。等。2、压实设备、压实设备 根据操作情况不同，固体废物的压实设备可以分为根据操作情况不同，固体废物的压实设备可以分为固定式和固定式和移动式移动式
4、两大类。两大类。水平式压实器水平式压实器 是一种结构简单、效率极高的中密度机械，靠做水平往复运是一种结构简单、效率极高的中密度机械，靠做水平往复运动的压头将废物压到矩形或方形的钢制容器中，使垃圾致密化和动的压头将废物压到矩形或方形的钢制容器中，使垃圾致密化和定型化，然后推出。广泛定型化，然后推出。广泛应用于压实城市垃圾应用于压实城市垃圾。三向联合式压实器三向联合式压实器 三向联合式压实器适合于压实三向联合式压实器适合于压实松散金属废物和松散的垃圾松散金属废物和松散的垃圾，应用的历史比较长。压后尺寸一般在应用的历史比较长。压后尺寸一般在2001000mm之间。之间。回转式压实器回转式压实器 回转
5、式压实器适合于压实回转式压实器适合于压实体积小、质量小的废物。体积小、质量小的废物。城市垃圾压实器城市垃圾压实器 高层住宅垃圾的压实。高层住宅垃圾的压实。移动式压实器移动式压实器 带有行驶轮或可在轨道上行驶的压实器。带有行驶轮或可在轨道上行驶的压实器。二、固体废物的破碎二、固体废物的破碎1、破碎原理和目的、破碎原理和目的 利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程称为裂成小块的过程称为破碎破碎；使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过；使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程称为程称为磨碎磨碎。目的：目的：l 使固体废物容积减小，便
6、于运输和贮存；使固体废物容积减小，便于运输和贮存；l 为固体废物的分选或加工提供所要求的粒度；为固体废物的分选或加工提供所要求的粒度；l 使固体废物比表面积增加，提高焚烧、热分解、熔融的效率；使固体废物比表面积增加，提高焚烧、热分解、熔融的效率；l 进行填埋处置时，压实密度高而均匀，可以加快复土还原；进行填埋处置时，压实密度高而均匀，可以加快复土还原；l 防止粗大、锋利的固体废物损坏分选、焚烧和热解设备或炉膛。防止粗大、锋利的固体废物损坏分选、焚烧和热解设备或炉膛。2、破碎方法、破碎方法破破 碎碎 方方 法法湿式破碎湿式破碎干干 式式 破破 碎碎非机非机械能械能破碎破碎机机械械能能破破碎碎超声
7、破碎超声破碎减压破碎减压破碎热力破碎热力破碎低温破碎低温破碎劈碎劈碎冲击破碎冲击破碎剪切破碎剪切破碎磨剥破碎磨剥破碎挤压破碎挤压破碎含纸垃圾与大量水含纸垃圾与大量水一起破碎成浆液一起破碎成浆液半湿式破碎半湿式破碎不同物质在不同湿度不同物质在不同湿度下强度、脆性不同而下强度、脆性不同而破碎成不同粒度破碎成不同粒度一般的破一般的破碎机兼有碎机兼有多种破碎多种破碎方法，通方法，通常是破碎常是破碎机的组件机的组件与物料及与物料及物料间多物料间多种力综合种力综合作用的结作用的结果果3、破碎设备、破碎设备 颚式破碎机颚式破碎机 颚式破碎机俗称老虎口，属于挤压型破碎机械。工作时利用颚式破碎机俗称老虎口，属于
8、挤压型破碎机械。工作时利用两块鄂板对物料的挤压和弯曲作用，粗碎或中碎坚硬和中硬废物。两块鄂板对物料的挤压和弯曲作用，粗碎或中碎坚硬和中硬废物。结构简单、坚固、维护方结构简单、坚固、维护方便、高度小、工作可靠。便、高度小、工作可靠。锤式破碎机锤式破碎机 锤式破碎机按转子数目可分为单转子锤式破碎机（可逆式锤式破碎机按转子数目可分为单转子锤式破碎机（可逆式和不可逆式）和双转子锤式破碎机。和不可逆式）和双转子锤式破碎机。冲击式破碎机冲击式破碎机 冲击式破碎机大多数是旋转式的，利用冲击作用进行破碎。冲击式破碎机大多数是旋转式的，利用冲击作用进行破碎。给入破碎机空间的物料块，被绕中心轴高速旋转的转子猛烈冲
9、给入破碎机空间的物料块，被绕中心轴高速旋转的转子猛烈冲击后，受到第一次破碎，然后从转子获得能量高速飞向机壁，击后，受到第一次破碎，然后从转子获得能量高速飞向机壁，受到第二次破碎。在冲击过程中弹回的物料再次被转子击碎，受到第二次破碎。在冲击过程中弹回的物料再次被转子击碎，破碎产品由下部排出。破碎产品由下部排出。剪切式破碎机剪切式破碎机 通过固定刀和可动刀之间的捏合作用，将固体废物切开或通过固定刀和可动刀之间的捏合作用，将固体废物切开或割裂成适宜的形状和尺寸，适合于破碎一些松散物料。割裂成适宜的形状和尺寸，适合于破碎一些松散物料。辊式破碎机辊式破碎机 辊式破碎机又称对辊破碎机，主要靠剪切和挤压作用
10、破碎辊式破碎机又称对辊破碎机，主要靠剪切和挤压作用破碎废物。有时也在辊面上做出牙齿或沟槽以增大劈裂作用。按齿废物。有时也在辊面上做出牙齿或沟槽以增大劈裂作用。按齿辊数目的多少，可将齿辊破碎机分为单齿辊和双齿辊两种。辊数目的多少，可将齿辊破碎机分为单齿辊和双齿辊两种。辊式破碎机广泛用于处理脆性物料和含泥粘性物料，作辊式破碎机广泛用于处理脆性物料和含泥粘性物料，作为中、细碎之用。为中、细碎之用。球磨机球磨机 主要部件是圆柱形筒体，内装有直径为主要部件是圆柱形筒体，内装有直径为25150mm的钢球。的钢球。当筒体回转时，在摩擦力、离心力的作用下，物料被研磨、碾当筒体回转时，在摩擦力、离心力的作用下，
11、物料被研磨、碾碎。碎。三、固体废物的分选三、固体废物的分选 简称废物分选，目的是将废物中简称废物分选，目的是将废物中可回收利用的或不利于后续可回收利用的或不利于后续处理、处置工艺要求的处理、处置工艺要求的物料分离出来。物料分离出来。废物分选根据物质不同的性质，分为废物分选根据物质不同的性质，分为筛分、重力分选、磁力筛分、重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、摩擦及弹性分选、浮选分选、电力分选、光电分选、摩擦及弹性分选、浮选等等。等等。1、筛分、筛分 利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于筛利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗、细粒物料
12、的分离。孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗、细粒物料的分离。用于筛分的设备主要有用于筛分的设备主要有固定筛、滚筒筛、振动筛固定筛、滚筒筛、振动筛等。等。2、重力分选、重力分选 简称重选，是根据固体废物中不同物质颗粒间的简称重选，是根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异密度差异，在运动介质中受到重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群在运动介质中受到重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离，从而得到产生松散分层和迁移分离，从而得到不同密度产品不同密度产品的过程。的过程。按介质不同，固体废物的重选可分为按介质不同，固体废物的重选可分为重介质分选、跳汰分重介质分选、跳汰分选、风力分选和
13、摇床分选选、风力分选和摇床分选等。等。重介质分选重介质分选 在在重介质重介质（密度大于水的介质）中使固体废物中的颗粒群（密度大于水的介质）中使固体废物中的颗粒群按密度分开的方法。按密度分开的方法。凡是颗粒密度大于重介质密度的重物料都下沉，集中于分凡是颗粒密度大于重介质密度的重物料都下沉，集中于分选设备底部成为重产物，颗粒密度小于重介质密度的轻物料都选设备底部成为重产物，颗粒密度小于重介质密度的轻物料都上浮，集中于分选设备的上部成为轻产物，分别排出。上浮，集中于分选设备的上部成为轻产物，分别排出。跳汰分选跳汰分选 以水为介质对固体废物进行分选。以水为介质对固体废物进行分选。风力分选风力分选 以以
14、空气为分选介质空气为分选介质，在气流作用下使固体废物颗粒按密度，在气流作用下使固体废物颗粒按密度和粒度进行分选的方法。按工作气流的主流向可以分为水平、和粒度进行分选的方法。按工作气流的主流向可以分为水平、竖直和倾斜三种类型。竖直和倾斜三种类型。摇床分选摇床分选 使固体废物颗粒群在倾斜床面的不对称往复运动和薄层斜使固体废物颗粒群在倾斜床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的综合作用下，按密度差异在床面上呈扇形分布而进行面水流的综合作用下，按密度差异在床面上呈扇形分布而进行分选的方法。分选的方法。3、磁力分选、磁力分选 利用固体废物中各种物质的利用固体废物中各种物质的磁性差异磁性差异在不均匀磁场中进行
15、在不均匀磁场中进行分选的方法。可以用来回收废物中的金属或除去废物中的铁质分选的方法。可以用来回收废物中的金属或除去废物中的铁质杂质。杂质。设备：辊筒式磁选机、悬挂式磁选机设备：辊筒式磁选机、悬挂式磁选机4、电力分选、电力分选 简称电选，是利用固体废物中各种组分简称电选，是利用固体废物中各种组分在高压电场中电性在高压电场中电性的差异的差异而实现分选的一种方法。而实现分选的一种方法。设备：辊筒式静电分选机设备：辊筒式静电分选机5、浮选、浮选 在固体废物与水调制的料浆中，加入浮选药剂，并通入空在固体废物与水调制的料浆中，加入浮选药剂，并通入空气形成无数细小气泡，使气形成无数细小气泡，使欲选物质颗粒黏
16、附在气泡上，随气泡欲选物质颗粒黏附在气泡上，随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层上浮于料浆表面成为泡沫层，然后刮出回收；不浮的颗粒仍留，然后刮出回收；不浮的颗粒仍留在料浆内，通过适当处理后废弃。在料浆内，通过适当处理后废弃。物质表面物质表面疏水性强：容易疏水性强：容易黏附在气泡上黏附在气泡上 物质表面物质表面亲水性强：不易亲水性强：不易黏附在气泡上黏附在气泡上浮选药剂：浮选药剂：捕收剂：捕收剂：选择性吸附在欲选物质表面，增强疏水性（黄选择性吸附在欲选物质表面，增强疏水性（黄药、油酸、煤油等）。药、油酸、煤油等）。起泡剂：起泡剂：形成小气泡，防止气泡兼并（松油、松醇油、形成小气泡，防止气泡兼并（松油、
17、松醇油、脂肪醇）。脂肪醇）。调整剂：调整剂：调整捕收剂与颗粒表面的作用，或浆料的性质。调整捕收剂与颗粒表面的作用，或浆料的性质。浮选设备：浮选设备：我国应用最多的是我国应用最多的是机械搅拌式浮选机机械搅拌式浮选机。四、固体废物固化四、固体废物固化 目前虽然技术水平发展到了很高的程度，但是在工业生产目前虽然技术水平发展到了很高的程度，但是在工业生产和废物管理中仍然会有各种有毒危险的废物产生，对这些废物和废物管理中仍然会有各种有毒危险的废物产生，对这些废物处置前必须进行处置前必须进行无害化处理无害化处理。主要采用的方法是将这些废物变。主要采用的方法是将这些废物变成高度不溶的稳定性物质，这就是成高度
18、不溶的稳定性物质，这就是固化固化，又称稳定化。，又称稳定化。废物固化废物固化是用物理化学方法将有害废物掺和并包容在密实是用物理化学方法将有害废物掺和并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的一种过程。的惰性基材中，使其稳定化的一种过程。固化所用的惰性材料称为固化所用的惰性材料称为固化剂固化剂。有害废物经过固化处理。有害废物经过固化处理所形成的固化产物称为所形成的固化产物称为固化体固化体。衡量固化处理效果的两项主要指标是固化体的衡量固化处理效果的两项主要指标是固化体的浸出率浸出率和和增增容比容比。固化处理按固化剂不同可分为固化处理按固化剂不同可分为包胶固化、自胶结固化和玻璃固化包胶固化、自胶结固化和
19、玻璃固化。u 包胶固化包胶固化 根据包胶材料不同分为根据包胶材料不同分为水泥固化水泥固化（最广泛、最传统）、（最广泛、最传统）、石灰石灰固化固化（以废制废）、（以废制废）、热塑材料固化热塑材料固化（沥青、柏油、石蜡、聚乙烯（沥青、柏油、石蜡、聚乙烯等）、等）、有机聚合物固化有机聚合物固化（脲醛树脂等）。（脲醛树脂等）。u 自胶结固化（废物自身含有固化剂）自胶结固化（废物自身含有固化剂）将含有大量硫酸钙或亚硫酸钙的泥渣，煅烧成有胶结作用的将含有大量硫酸钙或亚硫酸钙的泥渣，煅烧成有胶结作用的亚硫酸钙或半水硫酸钙状态亚硫酸钙或半水硫酸钙状态，与固体废物形成自胶结固化体。，与固体废物形成自胶结固化体。
20、u 玻璃固化玻璃固化 以以玻璃原料玻璃原料为固化剂，将其与有害废物以一定配料比混合后，为固化剂，将其与有害废物以一定配料比混合后，在高温下（在高温下（9001200）熔融，经退火后即可转化为稳定的玻璃）熔融，经退火后即可转化为稳定的玻璃固化体。固化体。危险固体废物如果固化效果好，除了能够安全填埋外，还危险固体废物如果固化效果好，除了能够安全填埋外，还可以作为建筑或铺路的基础材料，从而实现固体废物资源化。可以作为建筑或铺路的基础材料，从而实现固体废物资源化。第二节第二节 固体废物的堆肥化处理固体废物的堆肥化处理一、概述一、概述1、堆肥化定义、堆肥化定义 堆肥化是利用固体废物中含有的堆肥化是利用固
21、体废物中含有的有机物质、植物生长必需有机物质、植物生长必需的营养物质来制造富含腐殖质的有机肥料的营养物质来制造富含腐殖质的有机肥料，堆肥产品是良好的，堆肥产品是良好的土壤改良剂，可以防止因长期施用化肥而引起的有机肥力减退，土壤改良剂，可以防止因长期施用化肥而引起的有机肥力减退，土地贫瘠化。土地贫瘠化。放置在任意场所的有机固体废物在湿度、通风条件满足的放置在任意场所的有机固体废物在湿度、通风条件满足的情况下，会自动产生热量。情况下，会自动产生热量。定义：定义：堆肥化就是堆肥化就是在人工控制下，在一定的水分、在人工控制下，在一定的水分、C/N比和比和通风条件下通过微生物的发酵作用，将有机物转变为肥
22、料的过通风条件下通过微生物的发酵作用，将有机物转变为肥料的过程程。堆肥化的产物称为堆肥化的产物称为堆肥堆肥。更科学的讲：更科学的讲：堆肥化是利用自然界广泛分布的细菌、放线堆肥化是利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物或人工添加高效复合微生物菌剂，在合适的菌、真菌等微生物或人工添加高效复合微生物菌剂，在合适的条件（通气、湿度、条件（通气、湿度、pH值、孔隙度等）下，人为地促进可生物值、孔隙度等）下，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的小分子物质和腐殖质生化转化的微生物降解的有机物向稳定的小分子物质和腐殖质生化转化的微生物学过程。学过程。原料：原料：生活垃圾、有机污泥、人畜粪便、农林废物等
23、。生活垃圾、有机污泥、人畜粪便、农林废物等。我国堆肥主要原料：城市生活垃圾与粪便的混合物我国堆肥主要原料：城市生活垃圾与粪便的混合物 城市生活垃圾与生活污水污泥的混合物城市生活垃圾与生活污水污泥的混合物 生活垃圾作为堆肥原料时，其可堆肥物数量、生活垃圾作为堆肥原料时，其可堆肥物数量、C/N比、水比、水分等常常不能满足堆肥的要求，需要进行适当的预处理，如配分等常常不能满足堆肥的要求，需要进行适当的预处理，如配入粪尿或某些污泥，可有效调整入粪尿或某些污泥，可有效调整C/N比和水分，从而得到比和水分，从而得到N、P、K含量较高的有机肥。含量较高的有机肥。2、堆肥产品质量及卫生要求、堆肥产品质量及卫生
24、要求u 质量要求：质量要求：粒度：农用堆肥产品粒度：农用堆肥产品12mm，山林果园用堆肥产品粒度，山林果园用堆肥产品粒度50mm 含水率：含水率：35%pH值：值：6.58.5 全氮（以全氮（以N计）：计）：0.5%全磷（以全磷（以P2O3计）：计）：0.3%全钾（以全钾（以K2O计）：计）：1.0%有机质（以有机质（以C计）：计）：10%重金属：总镉重金属：总镉3mg/kg，总汞，总汞 5mg/kg，总铅，总铅100mg/kg，总铬总铬300mg/kg，总砷，总砷30mg/kgu 卫生要求：卫生要求：堆肥温度：堆肥温度：55持续持续5d以上以上 蛔虫卵死亡率：蛔虫卵死亡率：95%100%粪大
25、肠菌值：粪大肠菌值：10-110-2二、堆肥化原理二、堆肥化原理 根据微生物生长的环境（对根据微生物生长的环境（对O2的需求情况），可以将堆肥方法分为的需求情况），可以将堆肥方法分为好氧堆肥好氧堆肥和和厌氧堆肥厌氧堆肥两种。两种。好氧堆肥：好氧堆肥：堆温高，一般在堆温高，一般在5560，极限达，极限达8090，高温堆肥，高温堆肥厌氧堆肥：厌氧堆肥：在无氧条件下借助厌氧微生物发酵堆肥在无氧条件下借助厌氧微生物发酵堆肥1、好氧堆肥化原理、好氧堆肥化原理 好氧堆肥是在有氧的条件下，借好氧堆肥是在有氧的条件下，借好氧微生物好氧微生物(主要是好氧菌主要是好氧菌)的作用的作用来进行的。在堆肥过程中，有机废
26、物中的来进行的。在堆肥过程中，有机废物中的可溶性有机物质可溶性有机物质透过微生物的透过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物直接吸收，而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不溶的胶体有机物质吸附在微生吸附在微生物体外，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，把生物通过自身的生命活动，把一部分一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并释放出生物生长活动所需要的能量，把物，并释放出生物生长活动所需要的能量，把另一部分另一部分有机物转化为生有机物转化为生物体所必需
27、的营养物质，合成新的细胞物质，于是微生物逐渐生长繁殖，物体所必需的营养物质，合成新的细胞物质，于是微生物逐渐生长繁殖，产生更多的生物体。产生更多的生物体。好氧堆肥大致可分为以下好氧堆肥大致可分为以下3个阶段：个阶段：（1）中温阶段（产热阶段）中温阶段（产热阶段）堆肥初期，堆肥基本呈中温（堆肥初期，堆肥基本呈中温（1545）。此时，）。此时，嗜温性微嗜温性微生物较为活跃，生物较为活跃，并利用堆肥中可溶性有机物（如糖类、淀粉）并利用堆肥中可溶性有机物（如糖类、淀粉）旺盛繁殖。它们在转换和利用化学能的过程中产生的能量超过旺盛繁殖。它们在转换和利用化学能的过程中产生的能量超过细胞合成所需的能量，有一部
28、分能量就变成热能。由于堆肥有细胞合成所需的能量，有一部分能量就变成热能。由于堆肥有良好的保温作用，温度不断上升。良好的保温作用，温度不断上升。此阶段微生物以中温、好氧此阶段微生物以中温、好氧型为主，通常是一些无芽孢细菌。型为主，通常是一些无芽孢细菌。适合于中温阶段的微生物种类极多，其中最主要是细菌、真适合于中温阶段的微生物种类极多，其中最主要是细菌、真菌和放线菌，都有分解微生物的能力，而且对于不同温度和不菌和放线菌，都有分解微生物的能力，而且对于不同温度和不同化合物的适应性也各不相同。例如：细菌特别适应水溶性单同化合物的适应性也各不相同。例如：细菌特别适应水溶性单糖类，放线菌和真菌对于分解纤维
29、素和半纤维素物质具有特殊糖类，放线菌和真菌对于分解纤维素和半纤维素物质具有特殊功能。功能。（2）高温阶段）高温阶段 当堆肥温度升到当堆肥温度升到45 以上时，发酵进入高温阶段。从废物以上时，发酵进入高温阶段。从废物堆积发酵开始，不到堆积发酵开始，不到1周的时间，堆温一般可以达到周的时间，堆温一般可以达到6570，或者更高。在这一阶段，或者更高。在这一阶段，嗜温性微生物受到抑制甚至死亡，嗜嗜温性微生物受到抑制甚至死亡，嗜热性微生物逐渐代替了嗜温性微生物的活动，热性微生物逐渐代替了嗜温性微生物的活动，堆肥中残留的和堆肥中残留的和新形成的可溶性有机物质继续分解转化，复杂的有机化合物新形成的可溶性有机
30、物质继续分解转化，复杂的有机化合物（如半纤维素、纤维素和蛋白质等）也开始被强烈分解。（如半纤维素、纤维素和蛋白质等）也开始被强烈分解。在高温阶段中，各种嗜热性微生物的最适温度也是不同的，在高温阶段中，各种嗜热性微生物的最适温度也是不同的，在温度上升过程中，嗜热性微生物的类群是互相接替的。通常，在温度上升过程中，嗜热性微生物的类群是互相接替的。通常，在在50 左右进行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌。温度上升左右进行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌。温度上升到到60 时，真菌几乎完全停止活动，仅有嗜热性放线菌与细菌时，真菌几乎完全停止活动，仅有嗜热性放线菌与细菌在活动；温度达到在活动；温度达到70
31、以以上时，对大多数嗜热性微生物己不以以上时，对大多数嗜热性微生物己不适宜，微生物大量死亡或进入休眠状态。适宜，微生物大量死亡或进入休眠状态。与细菌的生长繁殖规律一样，可将微生物在高温阶段生长与细菌的生长繁殖规律一样，可将微生物在高温阶段生长过程细分为过程细分为3个时期，即个时期，即对数生长期、减数生长期和内源呼吸对数生长期、减数生长期和内源呼吸期期。在高温阶段微生物活性经历了。在高温阶段微生物活性经历了3个时期变化后，堆积层内个时期变化后，堆积层内形成腐殖质，堆肥物质逐步进入形成腐殖质，堆肥物质逐步进入稳定化稳定化状态。状态。（3）降温阶段）降温阶段 降温阶段又称降温阶段又称腐熟阶段腐熟阶段。
32、在内源呼吸后期，只剩下部分较。在内源呼吸后期，只剩下部分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、温度下降。在此阶段嗜温微生物又占优势，下降，发热量减少、温度下降。在此阶段嗜温微生物又占优势，对残余较难分解的有机物作进一步分解，腐殖质不断增多且稳对残余较难分解的有机物作进一步分解，腐殖质不断增多且稳定化，此时堆肥即进入腐熟阶段。降温后，需氧量大大减少，定化，此时堆肥即进入腐熟阶段。降温后，需氧量大大减少，含水量也降低，堆肥物空隙增大，氧扩散能力增强，此时只须含水量也降低，堆肥物空隙增大，氧扩散能力增强，此时只
33、须自然通风。自然通风。2、厌氧堆肥化原理、厌氧堆肥化原理 厌氧堆肥化就是在厌氧堆肥化就是在无氧条件无氧条件下，借下，借厌氧微生物厌氧微生物的作用来进的作用来进行的。微生物将有机质进行分解，其中一部分碳素物质转化为行的。微生物将有机质进行分解，其中一部分碳素物质转化为甲烷和甲烷和CO2。在这个转化过程中，被分解的有机碳化物中的能量。在这个转化过程中，被分解的有机碳化物中的能量大部分储存在甲烷中，仅一小部分有机碳化物氧化成大部分储存在甲烷中，仅一小部分有机碳化物氧化成CO2，释放，释放的能量作为微生物生命活动的需要。的能量作为微生物生命活动的需要。厌氧堆肥过程主要分两个阶段：厌氧堆肥过程主要分两个
34、阶段：第一阶段为产酸阶段，第一阶段为产酸阶段，产酸菌将大分子有机物降解为小分子的产酸菌将大分子有机物降解为小分子的有机酸和乙酸、丙醇等物质。有机酸和乙酸、丙醇等物质。第二阶段为产甲烷阶段，第二阶段为产甲烷阶段，甲烷菌把有机酸继续分解为甲烷气体。甲烷菌把有机酸继续分解为甲烷气体。3、影响堆肥化的因素、影响堆肥化的因素（1）C/N比比 在微生物分解所需的各种元素中，在微生物分解所需的各种元素中，碳和氮是最重要的碳和氮是最重要的。原。原料的料的C/N比高比高，氮素养料相对缺乏，微生物的生长就会受到限制，氮素养料相对缺乏，微生物的生长就会受到限制，有机物的分解速度就慢，发酵过程就长；而且如果有机物的分
35、解速度就慢，发酵过程就长；而且如果C/N比高，就比高，就会导致堆肥产品的会导致堆肥产品的C/N比过高，施入土壤后，将夺取土壤中的氮比过高，施入土壤后，将夺取土壤中的氮素，影响作物生长。若素，影响作物生长。若C/N比低比低于于20:1，氮素养料相对过剩，氮，氮素养料相对过剩，氮将变成氨态氮而挥发，导致大量氮素损失而降低肥效。将变成氨态氮而挥发，导致大量氮素损失而降低肥效。堆肥堆肥C/N比应满足微生物所需的最佳值（比应满足微生物所需的最佳值（2535）:1，粪便，粪便中的中的C/N比含量较低，应通过补加含碳量高的物料（如秸秆）来比含量较低，应通过补加含碳量高的物料（如秸秆）来调整调整C/N比。如含
36、水率比。如含水率75%的鸡粪，按质量比，添加秸秆的比例的鸡粪，按质量比，添加秸秆的比例约为鸡粪约为鸡粪:秸秆秸秆=5:1。（2）含水率）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的温度。过高的水分会充满物料颗粒间的空隙，使空气含量大大的温度。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溶出流
37、失；水分太低则不利于微生物的生长需要，微物质容易被溶出流失；水分太低则不利于微生物的生长需要，微生物将停止活动，有机物也难以分解。生物将停止活动，有机物也难以分解。堆肥原料的最佳含水率通堆肥原料的最佳含水率通常是在常是在5060%左右。左右。（3）温度）温度 对堆肥而言，高温菌对有机物的降解效率高于中温菌。对堆肥而言，高温菌对有机物的降解效率高于中温菌。嗜热嗜热菌生长繁殖的最适宜温度为菌生长繁殖的最适宜温度为5060，此时堆肥最有效，反应速，此时堆肥最有效，反应速度快，并且还可以杀死虫卵、病原菌、寄生虫等，堆肥达到无害度快，并且还可以杀死虫卵、病原菌、寄生虫等，堆肥达到无害化要求，因此化要求，
38、因此一般采用高温堆肥一般采用高温堆肥；但如果温度过高（；但如果温度过高（70），），放线菌等有益细菌会被杀死。放线菌等有益细菌会被杀死。（4）通风供氧）通风供氧 通风供氧是堆肥成功的关键因素之一。通风供氧是堆肥成功的关键因素之一。堆肥需氧的多少与堆堆肥需氧的多少与堆肥物料中有机物含量有关肥物料中有机物含量有关，堆肥物料中的有机碳越多，其耗氧量，堆肥物料中的有机碳越多，其耗氧量就越大。如果堆肥过程中氧含量过少，好氧堆肥中微生物生命活就越大。如果堆肥过程中氧含量过少，好氧堆肥中微生物生命活动将受到限制，容易使堆肥进入厌氧状态而产生恶臭。动将受到限制，容易使堆肥进入厌氧状态而产生恶臭。（5）pH值值
39、 pH值也是影响微生物生长的重要因素之一，值也是影响微生物生长的重要因素之一，一般微生物最一般微生物最适宜的适宜的pH值是中性或弱碱性。值是中性或弱碱性。一般情况下，禽畜粪便的一般情况下，禽畜粪便的pH值能值能满足发酵要求。满足发酵要求。（6）堆肥原料尺寸）堆肥原料尺寸 微生物通常在有机颗粒表面活动，所以降低颗粒物尺寸，增微生物通常在有机颗粒表面活动，所以降低颗粒物尺寸，增加表面积，将促使微生物活动并加快堆肥速度；但若原料太细，加表面积，将促使微生物活动并加快堆肥速度；但若原料太细，又会阻碍空气流动，减少又会阻碍空气流动，减少O2量，反过来减缓微生物的活动。因此，量，反过来减缓微生物的活动。因
40、此，应在保证空气通透前提下尽量减小堆肥原料尺寸。应在保证空气通透前提下尽量减小堆肥原料尺寸。三、好氧堆肥工艺三、好氧堆肥工艺 好氧堆肥就是将要堆腐的有机物料与填充料按一定比例混好氧堆肥就是将要堆腐的有机物料与填充料按一定比例混合，在合适的水分、通气条件下，使微生物繁殖并降解有机质，合，在合适的水分、通气条件下，使微生物繁殖并降解有机质，从而产生高温，杀死其中的病原菌及杂草种子，使有机物达到从而产生高温，杀死其中的病原菌及杂草种子，使有机物达到稳定化。稳定化。目前，大多都采用高温好氧堆肥。目前，大多都采用高温好氧堆肥。堆肥过程通常由堆肥过程通常由前处理、主发酵（一次发酵）、后发酵（二前处理、主发
41、酵（一次发酵）、后发酵（二次发酵）、后处理、脱臭、贮存次发酵）、后处理、脱臭、贮存等工序组成。等工序组成。1、前处理、前处理 将垃圾中不适合堆肥的粗大废物、影响机械正常运行的条状、将垃圾中不适合堆肥的粗大废物、影响机械正常运行的条状、棒状废物及对堆肥产品质量有影响的金属、玻璃、砖瓦等无机废棒状废物及对堆肥产品质量有影响的金属、玻璃、砖瓦等无机废物通过筛分、破碎、分选等手段除去，并使堆肥原料和含水率达物通过筛分、破碎、分选等手段除去，并使堆肥原料和含水率达到一定程度的均匀性，使原料表面积增加，提高发酵速度，同时到一定程度的均匀性，使原料表面积增加，提高发酵速度，同时添加用于发酵的菌种和酶。添加用
42、于发酵的菌种和酶。在满足前处理要求的前提下，工艺应越简单越好，设备越少在满足前处理要求的前提下，工艺应越简单越好，设备越少越好。越好。2、主发酵、主发酵 堆肥有机质的降解主要是在一次发酵阶段完成的，所以一堆肥有机质的降解主要是在一次发酵阶段完成的，所以一次发酵也称为主发酵，次发酵也称为主发酵，一次发酵时间的长短因堆肥原料和发酵一次发酵时间的长短因堆肥原料和发酵装置不同而不同，一般为装置不同而不同，一般为310天。对一次发酵过程的各种参数天。对一次发酵过程的各种参数进行有效控制，可以提高发酵的效率和产品质量。进行有效控制，可以提高发酵的效率和产品质量。3、后发酵、后发酵 经过主发酵的半成品被送到
43、后发酵工序，将主发酵工序尚经过主发酵的半成品被送到后发酵工序，将主发酵工序尚未分解的易分解有机物和较难分解的有机物进一步分解，使之未分解的易分解有机物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产品。肥产品。4、后处理、后处理 在在预分选工艺没有去除的预分选工艺没有去除的塑料、玻璃、陶瓷、金属、小石塑料、玻璃、陶瓷、金属、小石块等块等杂物杂物，再经过一道工序去除或再破碎。主要设备有振动筛、，再经过一道工序去除或再破碎。主要设备有振动筛、磁选机、风选机等。磁选机、风选机等。5、脱臭、脱臭 部分堆肥
44、物在堆置过程和结束后，会产生臭味，必须进行部分堆肥物在堆置过程和结束后，会产生臭味，必须进行脱臭处理。去除臭气的方法有脱臭处理。去除臭气的方法有化学除臭剂除臭和吸附剂吸附过化学除臭剂除臭和吸附剂吸附过滤滤等。等。6、贮存、贮存 贮存方式可以是直接堆存在发酵池中或袋装，要求贮存方式可以是直接堆存在发酵池中或袋装，要求干燥而干燥而透气透气，闭气或受潮都会影响质量。，闭气或受潮都会影响质量。四、厌氧堆肥工艺四、厌氧堆肥工艺1、有机物的厌氧发酵过程、有机物的厌氧发酵过程 有机物厌氧发酵过程依次为有机物厌氧发酵过程依次为液化、产酸、产甲烷液化、产酸、产甲烷，每一阶，每一阶段各有其独特的微生物类群起作用。
45、液化阶段起作用的细菌称段各有其独特的微生物类群起作用。液化阶段起作用的细菌称为为发酵细菌发酵细菌（纤维素分解菌、脂肪分解菌、蛋白质水解菌）。（纤维素分解菌、脂肪分解菌、蛋白质水解菌）。产酸阶段起作用的是产酸阶段起作用的是醋酸分解菌醋酸分解菌。这两个阶段的细菌统称为不。这两个阶段的细菌统称为不产甲烷菌。产甲烷阶段起作用的细菌是产甲烷菌。产甲烷阶段起作用的细菌是甲烷细菌甲烷细菌。液化阶段：液化阶段：发酵细菌利用胞外酶对有机物进行体外酶解，发酵细菌利用胞外酶对有机物进行体外酶解，使固体物质变为可溶于水的物质，然后，细菌再吸收这些使固体物质变为可溶于水的物质，然后，细菌再吸收这些物质，并将其酵解成为不
46、同产物。物质，并将其酵解成为不同产物。产酸阶段：产酸阶段：酸化菌、产氢产酸菌将水解产生的小分子物质酸化菌、产氢产酸菌将水解产生的小分子物质进一步转化为醋酸等挥发性脂肪酸，以及醇类、氨、二氧进一步转化为醋酸等挥发性脂肪酸，以及醇类、氨、二氧化碳、硫化物、氢和能量，并形成新的细胞物质。由于有化碳、硫化物、氢和能量，并形成新的细胞物质。由于有机酸大量积累，机酸大量积累，pH值逐渐下降。值逐渐下降。产甲烷阶段：产甲烷阶段：甲烷菌利用甲烷菌利用H2/CO2、醋酸以及甲醇、甲酸、醋酸以及甲醇、甲酸、甲胺等化合物为基质，将其转化成甲烷。其中，甲胺等化合物为基质，将其转化成甲烷。其中，H2/CO2和和醋酸是主
47、要基质。甲烷的形成主要来自醋酸是主要基质。甲烷的形成主要来自H2还原还原CO2和醋酸和醋酸的分解，的分解，醋酸是厌氧发酵中最重要的中间产物醋酸是厌氧发酵中最重要的中间产物。2、厌氧发酵的工艺条件、厌氧发酵的工艺条件（1）厌氧条件）厌氧条件 厌氧发酵厌氧发酵最显著的特点最显著的特点是有机物质在无氧条件下被某些微是有机物质在无氧条件下被某些微生物分解，最终转化成甲烷和生物分解，最终转化成甲烷和CO2。微生物都是厌氧菌，不需要。微生物都是厌氧菌，不需要氧，甚至氧对某些微生物有毒害作用。因此，氧，甚至氧对某些微生物有毒害作用。因此，必须创造厌氧的必须创造厌氧的环境条件环境条件。（2）温度）温度 沼气发
48、酵与温度有密切关系。试验结果表明，微生物代谢沼气发酵与温度有密切关系。试验结果表明，微生物代谢速度在速度在3538 有一个高峰，在有一个高峰，在5060 有另一高峰。一般厌氧有另一高峰。一般厌氧发酵常控制在这两个温度范围内，以获得尽可能高的降解速度。发酵常控制在这两个温度范围内，以获得尽可能高的降解速度。（3）pH值值 厌氧发酵菌可以在较广的厌氧发酵菌可以在较广的pH值范围内生长，在值范围内生长，在pH值值510范范围内均可发酵，以围内均可发酵，以pH值值78为最适（最适为最适（最适pH值）。值）。在正常的厌在正常的厌氧发酵中，体系氧发酵中，体系pH值有一个自行调节的过程，无需随时调节。值有一
49、个自行调节的过程，无需随时调节。(C6H10O5)+xH2OxC6H12O63xCH4+3xCO2CO2+H2OH2CO3H+HCO3-微生物能从蛋白质上脱下胺基形成氨微生物能从蛋白质上脱下胺基形成氨NH3+H2ONH4+OH-形成的碳酸氢铵具形成的碳酸氢铵具有缓冲能力，使发有缓冲能力，使发酵液保持中性。酵液保持中性。另外，在人畜粪便和其他有机废物中常含有许多具有缓冲作另外，在人畜粪便和其他有机废物中常含有许多具有缓冲作用的物质。因此，用的物质。因此，在发酵过程中，一般不需要调节在发酵过程中，一般不需要调节pH值值。（4）搅拌）搅拌 目的是使原料分布均匀，增加微生物与发酵基质的接触。目的是使原
50、料分布均匀，增加微生物与发酵基质的接触。五、堆肥腐熟度的评价指标五、堆肥腐熟度的评价指标 堆肥的堆肥的腐熟度腐熟度是国际上公认的是国际上公认的评价堆肥产品稳定程度评价堆肥产品稳定程度的一的一个参数，它包括两层含义：个参数，它包括两层含义：一是一是堆肥产品要达到稳定化、无害堆肥产品要达到稳定化、无害化，不对环境产生不良影响；化，不对环境产生不良影响；二是二是堆肥产品在使用期间，不能堆肥产品在使用期间，不能对作物的生长和土壤的耕作能力产生影响。对作物的生长和土壤的耕作能力产生影响。（1）物理参数评价指标）物理参数评价指标 物理评价指标也称物理评价指标也称表观分析法表观分析法：堆肥后期温度自然降低；
