有機固體廢物的生物處理PPT課件

1、定義與生物處理分類定義與生物處理分類 堆肥化堆肥化(composting):(composting): 是在控制條件下，利用自然界廣泛分布是在控制條件下，利用自然界廣泛分布的細菌、放線菌、真菌等微生物，使可被生物降解的有機的細菌、放線菌、真菌等微生物，使可被生物降解的有機物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的生物學過程。物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的生物學過程。( (促進來源于生物促進來源于生物的有機廢物發(fā)生生物穩(wěn)定作用的有機廢物發(fā)生生物穩(wěn)定作用) ) 堆肥化的產(chǎn)物堆肥化的產(chǎn)物堆肥堆肥(compost)(compost)：一種深褐色、質(zhì)地疏松、有泥土一種深褐色、質(zhì)地疏松、有泥土氣味的物質(zhì)，類似于腐殖質(zhì)土壤，故也稱為氣

2、味的物質(zhì)，類似于腐殖質(zhì)土壤，故也稱為“腐殖土腐殖土”，是一種具有一定肥效的土壤改良劑和調(diào)節(jié)劑。是一種具有一定肥效的土壤改良劑和調(diào)節(jié)劑。 堆肥化的分類堆肥化的分類溫度溫度: : 中溫堆肥和高溫堆肥中溫堆肥和高溫堆肥技術(shù)技術(shù): : 露天堆肥和機械密封堆肥。露天堆肥和機械密封堆肥。特點：人工控制條件下進行；原料是固體廢物中可降解的有機成分； 實質(zhì)是生物化學過程；堆肥產(chǎn)品對環(huán)境無害堆肥第1頁/共79頁 微生物生理學定義：微生物生理學定義：在沒有外加氧化劑的條件下，被分解在沒有外加氧化劑的條件下，被分解的有機物作為還原劑被氧化，而另一部分有機物作為氧化的有機物作為還原劑被氧化，而另一部分有機物作為氧化劑

3、被還原的生物學過程。劑被還原的生物學過程。 現(xiàn)代工業(yè)定義：現(xiàn)代工業(yè)定義： 利用微生物生產(chǎn)菌體、酶或各種代謝產(chǎn)物利用微生物生產(chǎn)菌體、酶或各種代謝產(chǎn)物的過程的過程( (厭氧條件或有氧條件下發(fā)生厭氧條件或有氧條件下發(fā)生) )都稱為發(fā)酵都稱為發(fā)酵( (或消化或消化) ) 環(huán)境污染治理角度：環(huán)境污染治理角度：以廢水或固體廢物中的有機污染物為以廢水或固體廢物中的有機污染物為營養(yǎng)源，創(chuàng)造有利于微生物生長繁殖的良好環(huán)境，利用微營養(yǎng)源，創(chuàng)造有利于微生物生長繁殖的良好環(huán)境，利用微生物的異化分解和同化合成的生理功能，使得這些有機污生物的異化分解和同化合成的生理功能，使得這些有機污染物轉(zhuǎn)化為無機物質(zhì)和自身的細胞物質(zhì)，

4、從而達到消除污染物轉(zhuǎn)化為無機物質(zhì)和自身的細胞物質(zhì)，從而達到消除污染、凈化環(huán)境的目的。染、凈化環(huán)境的目的。 沼氣生產(chǎn)技術(shù)的角度：沼氣生產(chǎn)技術(shù)的角度：在厭氧條件下，利用厭氧微生物在厭氧條件下，利用厭氧微生物( (特特別是產(chǎn)甲烷細菌別是產(chǎn)甲烷細菌) )新陳代謝的生理功能，將有機物轉(zhuǎn)化成沼新陳代謝的生理功能，將有機物轉(zhuǎn)化成沼氣的整個工藝生產(chǎn)過程。氣的整個工藝生產(chǎn)過程。發(fā)酵定義與生物處理分類定義與生物處理分類第2頁/共79頁 是指固體廢物中的有機成分在厭氧條件下，利用厭氧微生物新陳代謝的是指固體廢物中的有機成分在厭氧條件下，利用厭氧微生物新陳代謝的功能，轉(zhuǎn)化為無機物質(zhì)和自身的細胞物質(zhì)，從而達到消除污染、

5、凈化環(huán)境的目的。功能，轉(zhuǎn)化為無機物質(zhì)和自身的細胞物質(zhì)，從而達到消除污染、凈化環(huán)境的目的。 德國德國KaiserslauternKaiserslautern填埋場填埋場 動態(tài)堆肥處理線動態(tài)堆肥處理線 德國德國KaiserslauternKaiserslautern填埋場填埋場 發(fā)酵倉發(fā)酵倉定義與生物處理分類定義與生物處理分類5有機固體廢物厭氧發(fā)酵第3頁/共79頁好（耗）氧堆肥與厭氧發(fā)酵的原料好（耗）氧堆肥與厭氧發(fā)酵的原料 好氧堆肥與厭氧發(fā)酵的原料均為可通過生物化學好氧堆肥與厭氧發(fā)酵的原料均為可通過生物化學過程降解轉(zhuǎn)化的有機固體廢物過程降解轉(zhuǎn)化的有機固體廢物 城市垃圾城市垃圾: : 需經(jīng)分選回收需

6、經(jīng)分選回收 畜禽糞便畜禽糞便: : 有臭味，需進行除臭處理有臭味，需進行除臭處理 污泥污泥: : 工業(yè)廢水處理污泥一般含有較高的重金屬，要工業(yè)廢水處理污泥一般含有較高的重金屬，要注意注意 限制含重金屬工業(yè)廢水的排放，并從配方、添限制含重金屬工業(yè)廢水的排放，并從配方、添加劑、農(nóng)藝措施等方面采取相應對策加劑、農(nóng)藝措施等方面采取相應對策 農(nóng)林廢物農(nóng)林廢物: :是進行堆肥和沼氣發(fā)酵的理想材料是進行堆肥和沼氣發(fā)酵的理想材料 泔腳和食品廢物泔腳和食品廢物: :良好的堆肥和厭氧發(fā)酵用原料良好的堆肥和厭氧發(fā)酵用原料第4頁/共79頁主要內(nèi)容主要內(nèi)容5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 好（耗）氧堆肥與厭氧發(fā)酵

7、原理好（耗）氧堆肥與厭氧發(fā)酵原理5.3 5.3 簡易漚肥技術(shù)簡易漚肥技術(shù)5.4 5.4 有機廢物的堆肥工藝與控制有機廢物的堆肥工藝與控制5.5 5.5 好（耗）堆肥設備好（耗）堆肥設備5.6 5.6 堆肥肥效和利用堆肥肥效和利用5.7 5.7 厭氧發(fā)酵設備與工藝厭氧發(fā)酵設備與工藝5.8 5.8 沼氣與沼渣的綜合利用沼氣與沼渣的綜合利用第5頁/共79頁5.2 5.2 好（耗）氧堆肥與厭氧發(fā)酵原好（耗）氧堆肥與厭氧發(fā)酵原理理好（耗）氧堆肥基本原理好（耗）氧堆肥基本原理 好（耗）好（耗）氧堆肥原理氧堆肥原理 好（耗）好（耗）氧堆肥過程溫度變化氧堆肥過程溫度變化 好（耗）好（耗）氧堆肥微生物氧堆肥微生

8、物 影響堆肥的因素影響堆肥的因素 堆肥的腐熟度及其判斷堆肥的腐熟度及其判斷厭氧發(fā)酵原理厭氧發(fā)酵原理第6頁/共79頁好（耗）氧堆肥基本原理好（耗）氧堆肥基本原理 好（耗）氧堆肥好（耗）氧堆肥 是好氧微生物在與空氣充分接觸的條件下，使有機固體廢物是好氧微生物在與空氣充分接觸的條件下，使有機固體廢物發(fā)生一系列放熱反應，最終將其轉(zhuǎn)化為簡單、穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程。發(fā)生一系列放熱反應，最終將其轉(zhuǎn)化為簡單、穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程。 通常好氧堆肥堆溫高，一般在通常好氧堆肥堆溫高，一般在55-6055-60，極限溫度可達，極限溫度可達80-80-9090，所以好氧堆肥也稱為高溫堆肥，所以好氧堆肥也稱為高溫堆肥。第7頁

9、/共79頁0.3-0.5有機物的氧化分解有機物的合成堆肥中發(fā)揮作用的微生物主要為細菌和放線菌，其次還有真菌和原生堆肥中發(fā)揮作用的微生物主要為細菌和放線菌，其次還有真菌和原生動物等動物等 來自有機垃圾固有的微生物種群來自有機垃圾固有的微生物種群 （一般城市垃圾中的細菌數(shù)量在（一般城市垃圾中的細菌數(shù)量在10101414101016 16 個個/kg/kg） 來自人工加入的特殊菌種來自人工加入的特殊菌種10第8頁/共79頁好（耗）氧堆肥過程溫度變好（耗）氧堆肥過程溫度變化化1.1.潛伏階段潛伏階段 微生物適應、馴化過程微生物適應、馴化過程2.2.中溫階段中溫階段 也稱產(chǎn)熱階段，堆肥初也稱產(chǎn)熱階段，堆

10、肥初期，嗜溫性微生物較為活躍。主要期，嗜溫性微生物較為活躍。主要分解基質(zhì)分解基質(zhì); ; 糖類、淀粉類物質(zhì)。堆糖類、淀粉類物質(zhì)。堆體基本處于體基本處于151545450 0C C范圍內(nèi)的中溫。范圍內(nèi)的中溫。3.3.高溫階段高溫階段 堆溫升至堆溫升至45450 0C C以上，此以上，此階段，嗜溫性微生物受到抑制甚至階段，嗜溫性微生物受到抑制甚至死亡，嗜熱性微生物成為主體。堆死亡，嗜熱性微生物成為主體。堆肥中較為復雜的有機物，如半纖維肥中較為復雜的有機物，如半纖維素、纖維素和蛋白質(zhì)開始被快速分素、纖維素和蛋白質(zhì)開始被快速分解解4.4.腐熟階段腐熟階段 此時微生物的活性下降，此時微生物的活性下降，發(fā)熱

11、量減少，溫度下降。嗜溫性微發(fā)熱量減少，溫度下降。嗜溫性微生物重占優(yōu)勢，對殘余較難分解的生物重占優(yōu)勢，對殘余較難分解的有機物做進一步分解，腐殖質(zhì)增多有機物做進一步分解，腐殖質(zhì)增多且穩(wěn)定化，堆肥進入腐熟階段。剩且穩(wěn)定化，堆肥進入腐熟階段。剩下的部分物質(zhì)主要為難降解有機物下的部分物質(zhì)主要為難降解有機物和新形成的腐殖質(zhì)。和新形成的腐殖質(zhì)。第9頁/共79頁C/NC/N比、比、 C/PC/P比比 C C主要提供微生物活動所需能源和組成微生物細胞的物質(zhì)，主要提供微生物活動所需能源和組成微生物細胞的物質(zhì)，N N、P P則是構(gòu)成蛋白質(zhì)、核酸、氨基酸，酶等細胞生長所需物質(zhì)的重要則是構(gòu)成蛋白質(zhì)、核酸、氨基酸，酶等細

12、胞生長所需物質(zhì)的重要元素。元素。 堆肥過程理想的堆肥過程理想的C CN N比在比在30 : 130 : 1左右左右, ,一般認為，有機垃圾作一般認為，有機垃圾作為堆肥原料時，最佳為堆肥原料時，最佳C CN N比在比在(26(2635)35)：1 1。 C CN N比高，將導致比高，將導致N N的不足，影響微生物的增長，使堆肥溫度下降，有機物分解代謝減的不足，影響微生物的增長，使堆肥溫度下降，有機物分解代謝減慢；慢； C CN N比低，比低，N N將過剩，并以氨氣的形式釋放，發(fā)出難聞的氣味。將過剩，并以氨氣的形式釋放，發(fā)出難聞的氣味。 C/PC/P比一般為比一般為75-15075-150：1 1

13、，可用污泥調(diào)節(jié)。，可用污泥調(diào)節(jié)。影響好氧堆肥的因素化學因素pO2 是堆肥的基本保證，合適的氧濃度為18，一旦低于8，將制約好氧堆肥中微生物生命活動。通風p營養(yǎng)平衡 微生物的新陳代謝必須保證足夠的P、K和微量元素，磷是磷酸和細胞核的重要組成元素也是生物能ATP的重要組成成分，一般堆肥料的C/P=（75-150）：1。ppH值 微生物的降解活動需要微酸性或中性的環(huán)境條件。第10頁/共79頁 溫度：溫度：堆肥的最佳溫度在堆肥的最佳溫度在5050一一6060 顆粒尺寸：顆粒尺寸： 降低顆粒物尺寸，增加表面積，將促進微生物的降低顆粒物尺寸，增加表面積，將促進微生物的活動并加快堆肥速度；而顆粒太細，又會阻

14、礙堆層中空氣的流動，活動并加快堆肥速度；而顆粒太細，又會阻礙堆層中空氣的流動，將減少堆層中可利用的氧氣量，反過來又會減緩微生物活動的速將減少堆層中可利用的氧氣量，反過來又會減緩微生物活動的速度。一般地說，適宜的粒徑范圍是度。一般地說，適宜的粒徑范圍是12-60 mm12-60 mm 含水率：含水率：堆肥原料的最佳含水率通常是在堆肥原料的最佳含水率通常是在5050一一60%60%，含水率太，含水率太低將影響微生物的生命活動，太高也會降低堆肥化速度，導致厭低將影響微生物的生命活動，太高也會降低堆肥化速度，導致厭氧分解并產(chǎn)生臭氣以及營養(yǎng)物質(zhì)的瀝出。氧分解并產(chǎn)生臭氣以及營養(yǎng)物質(zhì)的瀝出。影響好氧堆肥的因

15、素物理因素影響好氧堆肥的因素生物因素p建立人工種群堆肥發(fā)酵母液。堆肥化效果供氧量含水率溫度和有機物含量顆粒度C/N和C/PpH第11頁/共79頁 腐熟度腐熟度的基本含義是：的基本含義是：(1)(1)通過微生物的作用，堆肥的產(chǎn)品要達到穩(wěn)定化、無害化，對環(huán)境無不良影通過微生物的作用，堆肥的產(chǎn)品要達到穩(wěn)定化、無害化，對環(huán)境無不良影響；響；(2)(2)所產(chǎn)生的堆肥產(chǎn)品在使用期間，不能影響作物的生長和土壤的耕作能力。所產(chǎn)生的堆肥產(chǎn)品在使用期間，不能影響作物的生長和土壤的耕作能力。堆肥的腐熟度及其判堆肥的腐熟度及其判斷斷 化學指標 pH/COD/BOD/ 碳氮比/氮化物/ 腐殖酸/碘液法 工藝指標 溫度/

16、耗氧速率400mg/(kgh)堆肥腐熟度評價指標 物理學指標 氣味/粒度/色度 生物學指標 呼吸作用/生物活性/ 發(fā)芽指數(shù)第12頁/共79頁小 結(jié)好（耗）氧堆肥過程15第13頁/共79頁5.2 5.2 耗氧堆肥與厭氧發(fā)酵原理耗氧堆肥與厭氧發(fā)酵原理好（耗）氧堆肥原理好（耗）氧堆肥原理 好（耗）氧堆肥原理好（耗）氧堆肥原理 好（耗）氧堆肥過程溫度變化好（耗）氧堆肥過程溫度變化 好（耗）氧堆肥微生物好（耗）氧堆肥微生物 影響堆肥的因素影響堆肥的因素 堆肥的腐熟度及其判斷堆肥的腐熟度及其判斷厭氧發(fā)酵原理厭氧發(fā)酵原理第14頁/共79頁厭氧發(fā)酵原理厭氧發(fā)酵原理 厭氧發(fā)酵原理厭氧發(fā)酵原理 厭氧發(fā)酵過程微生物

17、群落厭氧發(fā)酵過程微生物群落 甲烷的形成量的計算甲烷的形成量的計算 厭氧發(fā)酵的熱力學厭氧發(fā)酵的熱力學 厭氧發(fā)酵的動力學厭氧發(fā)酵的動力學第15頁/共79頁厭氧發(fā)酵原理厭氧發(fā)酵原理 第第1 1階段階段: : 不溶性大分子有機物經(jīng)過不溶性大分子有機物經(jīng)過水解水解而溶入水中，使顆粒狀的各而溶入水中，使顆粒狀的各種可見物變成均質(zhì)的溶液。此階段起作用的為水解發(fā)酵細菌；種可見物變成均質(zhì)的溶液。此階段起作用的為水解發(fā)酵細菌； 第第2 2階段階段: : 接連發(fā)生兩次接連發(fā)生兩次產(chǎn)酸產(chǎn)酸過程，使溶液酸度增加過程，使溶液酸度增加,pH,pH下降。此階段下降。此階段起作用的為產(chǎn)乙酸細菌；起作用的為產(chǎn)乙酸細菌； 第第3

18、3階段階段: :有機物中的碳最終以有機物中的碳最終以CHCH4 4和和COCO2 2等氣態(tài)產(chǎn)物的形式釋放到空氣等氣態(tài)產(chǎn)物的形式釋放到空氣中。此階段起作用的為中。此階段起作用的為甲烷甲烷菌。菌。厭氧發(fā)酵分為酸發(fā)酵和甲烷發(fā)酵第16頁/共79頁厭氧發(fā)酵過程微生物群落厭氧發(fā)酵過程微生物群落第17頁/共79頁2021-11-118影響發(fā)酵細菌功能的環(huán)境條件影響發(fā)酵細菌功能的環(huán)境條件 1、厭氧條件、厭氧條件 產(chǎn)酸、產(chǎn)氣均需在厭氧條件下進行產(chǎn)酸、產(chǎn)氣均需在厭氧條件下進行 2、發(fā)酵細菌的營養(yǎng)及營養(yǎng)物比例、發(fā)酵細菌的營養(yǎng)及營養(yǎng)物比例 C/N/P=（30-20）：）：1：0.2 3、溫度因素、溫度因素 常溫發(fā)酵常

19、溫發(fā)酵( (自然發(fā)酵自然發(fā)酵) ) 中溫發(fā)酵中溫發(fā)酵(28-38 )(28-38 ) 高溫發(fā)酵高溫發(fā)酵(48-60)(48-60) 4、pH 值值 水解過程與發(fā)酵菌及產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌對水解過程與發(fā)酵菌及產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌對pH值的適應范圍大致為值的適應范圍大致為5-6.5，而甲烷菌對，而甲烷菌對pH 值的適應范圍為值的適應范圍為6.5-7.5。 5、添加物、抑制物、添加物、抑制物 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)C/N比，避免重金屬等有害物質(zhì)比，避免重金屬等有害物質(zhì) 6、接種物、接種物 保證細菌量和種群保證細菌量和種群 7、攪拌、攪拌 防止局部酸積累和氣阻防止局部酸積累和氣阻第18頁/共79頁甲烷的形成量的計算甲烷的形成量的計

20、算 有機物厭氧分解的總反應有機物厭氧分解的總反應: :穩(wěn)定的厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣其甲烷含量在55%-65%之間理論產(chǎn)甲烷量理論產(chǎn)CO2量第19頁/共79頁主要內(nèi)容主要內(nèi)容5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 耗氧堆肥與厭氧發(fā)酵原理耗氧堆肥與厭氧發(fā)酵原理5.3 5.3 簡易漚肥技術(shù)簡易漚肥技術(shù)5.4 5.4 有機廢物的堆肥工藝與控制有機廢物的堆肥工藝與控制5.5 5.5 耗氧堆肥設備耗氧堆肥設備5.6 5.6 堆肥肥效和利用堆肥肥效和利用5.7 5.7 厭氧發(fā)酵設備與工藝厭氧發(fā)酵設備與工藝5.8 5.8 沼氣與沼渣的綜合利用沼氣與沼渣的綜合利用第20頁/共79頁5.3 5.3 簡易漚肥技術(shù)簡易漚

21、肥技術(shù) 定義定義 簡易漚肥技術(shù)是指將人糞尿、不能食用的菜葉、動物糞便、雜草、秸簡易漚肥技術(shù)是指將人糞尿、不能食用的菜葉、動物糞便、雜草、秸稈、廢物垃圾等有機廢物混合堆積、糊泥密封，在自然條件下利用微生物的稈、廢物垃圾等有機廢物混合堆積、糊泥密封，在自然條件下利用微生物的發(fā)酵作用，使堆料中的有機物腐熟，達到土壤可接受的穩(wěn)定程度，成為一種發(fā)酵作用，使堆料中的有機物腐熟，達到土壤可接受的穩(wěn)定程度，成為一種含氮豐富的腐殖質(zhì)。這一過程基本不進行或者很少進行人為控制。這種簡單含氮豐富的腐殖質(zhì)。這一過程基本不進行或者很少進行人為控制。這種簡單的不使用機械設備的堆肥方法又稱為簡易堆肥，堆制出的產(chǎn)品稱為漚肥。的

22、不使用機械設備的堆肥方法又稱為簡易堆肥，堆制出的產(chǎn)品稱為漚肥。 特點特點簡易漚肥技術(shù)一般介于好氧堆肥與厭氧發(fā)酵之間簡易漚肥技術(shù)一般介于好氧堆肥與厭氧發(fā)酵之間( (沒有強制通風裝置沒有強制通風裝置) )。初期為好氧，主要是利用需氧性微生物的活動，快速分解有機物，并產(chǎn)生初期為好氧，主要是利用需氧性微生物的活動，快速分解有機物，并產(chǎn)生大量的熱能使堆內(nèi)的溫度不斷上升，一般可達到大量的熱能使堆內(nèi)的溫度不斷上升，一般可達到50507070，并可維持一定，并可維持一定時間，從而將堆料的病菌、蠕蟲卵、蠅蛆等殺死，達到無害化的目的；時間，從而將堆料的病菌、蠕蟲卵、蠅蛆等殺死，達到無害化的目的；隨著有機垃圾降解的

23、進行，逐步轉(zhuǎn)為厭氧性微生物為主要微生物來降解有隨著有機垃圾降解的進行，逐步轉(zhuǎn)為厭氧性微生物為主要微生物來降解有機物，在這一階段，一般分解較緩慢，產(chǎn)生的熱量少。機物，在這一階段，一般分解較緩慢，產(chǎn)生的熱量少。 第21頁/共79頁簡易漚肥方法簡易漚肥方法 污水坑漚肥法污水坑漚肥法 平地漚肥法平地漚肥法 半坑式漚肥法半坑式漚肥法簡易漚肥的影響因素p原料有機成分的含量p微生物量p含水率ppH值p空氣供給p封泥：保溫、保肥、防蠅和減臭味第22頁/共79頁簡易漚肥的無害化處簡易漚肥的無害化處理理(1)(1)加生石灰法加生石灰法 每擔糞每擔糞( (約約50kg)50kg)加生石灰加生石灰0.5kg0.5kg

24、，攪勻后，攪勻后，2-3d2-3d便可達到無害化。但糞肥應在加生石灰便可達到無害化。但糞肥應在加生石灰3-5d3-5d后就施后就施用，否則，會因加堿引起氨揮發(fā)，導致肥效降低。用，否則，會因加堿引起氨揮發(fā)，導致肥效降低。(2)(2)加農(nóng)藥處理法加農(nóng)藥處理法 每每100kg100kg糞便加糞便加“敵百蟲敵百蟲”或或“西維因西維因”粉劑粉劑0.5kg0.5kg，經(jīng)混勻后，便可殺滅，經(jīng)混勻后，便可殺滅90%90%的鉤蟲卵和大部分的鉤蟲卵和大部分蛔蟲卵?；紫x卵。(3)(3)加尿素法加尿素法 每每100kg100kg糞便加糞便加1kg1kg尿素，經(jīng)尿素，經(jīng)2-4d2-4d后，就能后，就能殺滅大部分蟲卵。這

25、種肥施用時，要先兌水。稀釋后再用，殺滅大部分蟲卵。這種肥施用時，要先兌水。稀釋后再用，稀釋比例一般按尿素與水之比為稀釋比例一般按尿素與水之比為1 1：100100為宜，否則濃度為宜，否則濃度太大易損害農(nóng)作物或園林植物。太大易損害農(nóng)作物或園林植物。25第23頁/共79頁主要內(nèi)容主要內(nèi)容5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 好（耗）氧堆肥與厭氧發(fā)酵原理好（耗）氧堆肥與厭氧發(fā)酵原理5.3 5.3 簡易漚肥技術(shù)簡易漚肥技術(shù)5.4 5.4 有機廢物的堆肥工藝與控制有機廢物的堆肥工藝與控制5.5 5.5 好（耗）氧堆肥設備好（耗）氧堆肥設備5.6 5.6 堆肥肥效和利用堆肥肥效和利用5.7 5.7 厭氧

26、發(fā)酵設備與工藝厭氧發(fā)酵設備與工藝5.8 5.8 沼氣與沼渣的綜合利用沼氣與沼渣的綜合利用第24頁/共79頁5.4 5.4 有機廢物的堆肥工藝與控有機廢物的堆肥工藝與控制制 好（耗）好（耗）氧堆肥的基本工藝氧堆肥的基本工藝 典型耗氧堆肥工藝典型耗氧堆肥工藝 好（耗）好（耗）氧堆肥過程控制氧堆肥過程控制第25頁/共79頁好（耗）氧堆肥的基本工藝好（耗）氧堆肥的基本工藝加入堆肥底料的物料(無機物或有機物)，主要目的是減小底料容重，增加底料空隙，從而有利于通風加入堆肥底料的一種有機物，用于增加可生化降解有機物的含量，從而增加混合物能量5.4 5.4 有機廢物的堆肥工藝與控有機廢物的堆肥工藝與控制制第2

27、6頁/共79頁分選、破碎、篩分、混合、養(yǎng)分及水分調(diào)節(jié)分選、破碎、篩分、混合、養(yǎng)分及水分調(diào)節(jié)通過破碎、分選和篩分可去除粗大垃圾和不能堆肥的物質(zhì)，合適比表面積、合適的粒度(12-60mm)調(diào)節(jié)含水率和C/N比添加一些菌種和酶制劑好（耗）氧堆肥的基本工藝p前處理第27頁/共79頁 主發(fā)酵主發(fā)酵(一次發(fā)酵一次發(fā)酵) 通常將堆體溫度升高到開始降低為止的階段稱為主發(fā)酵期，城市有機固體廢物的好氧堆通常將堆體溫度升高到開始降低為止的階段稱為主發(fā)酵期，城市有機固體廢物的好氧堆肥主發(fā)酵期約為肥主發(fā)酵期約為4 412 d12 d。主發(fā)酵可在露天或發(fā)酵裝置內(nèi)進行，通過翻堆或強制通風向堆積層或發(fā)酵裝置內(nèi)堆肥物料供給氧氣

28、。好（耗）氧堆肥的基本工藝30第28頁/共79頁 后發(fā)酵（二次發(fā)酵）后發(fā)酵（二次發(fā)酵） 主發(fā)酵工序尚未分解的有機物進一步分解，使之變成腐殖酸、氨基酸主發(fā)酵工序尚未分解的有機物進一步分解，使之變成腐殖酸、氨基酸等比較穩(wěn)定的有機物，得到成熟的堆肥制品。等比較穩(wěn)定的有機物，得到成熟的堆肥制品。 通常，后發(fā)酵階段的物料堆積成通常，后發(fā)酵階段的物料堆積成1 12m2m高的堆層，通過自然通風間歇高的堆層，通過自然通風間歇性翻堆，進行敞開式后發(fā)酵，但需防止雨水流入。性翻堆，進行敞開式后發(fā)酵，但需防止雨水流入。 時間時間20-30 d 20-30 d 。好（耗）氧堆肥的基本工藝第29頁/共79頁 后處理后處理

29、 將仍然存在的塑料、玻璃、陶瓷、金屬、小石塊等雜物將仍然存在的塑料、玻璃、陶瓷、金屬、小石塊等雜物 分選去除。對粗堆肥產(chǎn)品再破碎、打包裝袋。分選去除。對粗堆肥產(chǎn)品再破碎、打包裝袋。好（耗）氧堆肥的基本工藝p脫臭 在堆肥過程中，由于堆肥物料局部或某段時間內(nèi)的厭氧發(fā)酵會導致臭氣產(chǎn)生，污染工作環(huán)境堆肥過濾器(堆高約0.81.2m)，當臭氣通過該裝置時，惡臭成分被熟化后的堆肥吸附，進而被其中的好氧微生物分解而脫臭除臭裝置熱力法，將堆肥排氣(含氧量約為18%)作為焚燒爐或工業(yè)鍋爐的助燃空氣，利用爐內(nèi)高溫熱力降解臭味分子，消除臭味。吸附法第30頁/共79頁貯存貯存 貯存容量：貯存容量： 夏冬貯存夏冬貯存;

30、 ; 貯存貯存6 6個月生產(chǎn)量的庫房。個月生產(chǎn)量的庫房。 貯存方式：貯存方式： 直接堆存直接堆存 二次發(fā)酵倉存放二次發(fā)酵倉存放 袋裝存放袋裝存放 貯存環(huán)境要求干燥、透氣貯存環(huán)境要求干燥、透氣好（耗）氧堆肥的基本工藝第31頁/共79頁 好（耗）氧堆肥的基本工藝好（耗）氧堆肥的基本工藝 典型好（耗）氧堆肥工藝典型好（耗）氧堆肥工藝 好（耗）氧堆肥過程控制好（耗）氧堆肥過程控制5.4 5.4 有機廢物的堆肥工藝與控有機廢物的堆肥工藝與控制制第32頁/共79頁典型好（耗）氧堆肥工藝典型好（耗）氧堆肥工藝好（耗）氧靜態(tài)堆肥工藝一批原料堆積成條垛或置于發(fā)酵裝置內(nèi)后，不再添加新料和翻倒，直到堆肥腐熟后運出3

31、5第33頁/共79頁好（耗）氧靜態(tài)堆肥工藝特點： 強制通風較困難，易造成厭氧狀態(tài)，使發(fā)酵周期延長第34頁/共79頁間歇式好（耗）氧動態(tài)堆肥工間歇式好（耗）氧動態(tài)堆肥工藝藝原料分批發(fā)酵，一批原料堆積之后不再添加新料，待發(fā)酵成為腐殖土后運出發(fā)酵形式通常采用間歇翻堆的強制通風垛或間歇進出料的發(fā)酵倉間歇式發(fā)酵裝置有長方形池式發(fā)酵倉、傾斜床式發(fā)酵倉、立式圓筒型發(fā)酵倉等（德國Kaiserslautern填埋場發(fā)酵倉） 常州市垃圾處理場采用了間歇式好氧動態(tài)堆肥技術(shù)，其特點是采用分層均勻進出料方式：一次發(fā)酵倉底部每天均勻出料一層，頂部每天均勻進料一層，分層發(fā)酵。發(fā)酵倉內(nèi)控制在一定溫度內(nèi)，促使菌種在最佳條件下繁

32、殖。進出料及時，可大大縮短發(fā)酵周期(約為5d)，發(fā)酵倉數(shù)也可比靜態(tài)一次性發(fā)酵工藝減少一半。第35頁/共79頁 連續(xù)式堆肥采取連續(xù)進料和連續(xù)出料的方式，原料在一個專設連續(xù)式堆肥采取連續(xù)進料和連續(xù)出料的方式，原料在一個專設的發(fā)酵裝置內(nèi)完成中溫和高溫發(fā)酵過程。的發(fā)酵裝置內(nèi)完成中溫和高溫發(fā)酵過程。連續(xù)式好（耗）氧動態(tài)堆肥工藝連續(xù)式好（耗）氧動態(tài)堆肥工藝特點： 物料處于一種連續(xù)翻動的動態(tài)情況下，物料組分混合均勻，傳質(zhì)和傳熱良好，有機物的降解速率快，水分易蒸發(fā)，發(fā)酵周期短。 連續(xù)式堆肥可有效地處理高有機質(zhì)含量的原料，因此在一些發(fā)達國家被廣泛地采用 （德國Kaiserslautern填埋場動態(tài)堆肥處理線）第

33、36頁/共79頁好（耗）氧堆肥的基本工藝好（耗）氧堆肥的基本工藝典型好（耗）氧堆肥工藝典型好（耗）氧堆肥工藝好（耗）氧堆肥過程控制好（耗）氧堆肥過程控制堆肥原料控制堆肥原料控制C/NC/N比控制比控制水分控制水分控制溫度控制溫度控制通風供氧控制通風供氧控制pHpH值值發(fā)酵周期發(fā)酵周期5.4 5.4 有機廢物的堆肥工藝與控有機廢物的堆肥工藝與控制制第37頁/共79頁好（耗）氧堆肥過程控制好（耗）氧堆肥過程控制堆肥原料控制40第38頁/共79頁C/N比控制 a. 碳氮比為（25-35）：1時發(fā)酵過程最快b. C/N比低于20：1時，微生物的繁殖能量不足而受到抑制c. C/N比高于40：1時，堆肥施

34、入土壤后，將會發(fā)生奪取土壤中氮素的現(xiàn)象，產(chǎn)生“氮饑餓”狀態(tài)d. 初始原料的C/N比一般控制高于最佳值，取35：1e. 成品堆肥的C/N比控制在（10-20）：1好（耗）氧堆肥過程控好（耗）氧堆肥過程控制制第39頁/共79頁水分控制水分控制堆肥中水分的主要作用： 溶解有機物，參與微生物的新陳代謝 水分蒸發(fā)時帶走熱量，起到調(diào)節(jié)堆肥溫度的作用生活垃圾堆肥時，水分含量50%-60%時最佳mbcmWWWWMWm Wc Wb為混合原料含水率、垃圾含水率、調(diào)節(jié)劑含水率調(diào)節(jié)劑與垃圾的質(zhì)量(沉重)比好（耗）氧堆肥過程控制第40頁/共79頁溫度控制溫度控制 堆肥的初期，堆體溫度一般與環(huán)境溫度相近，經(jīng)過嗜溫菌12d

35、的作用，堆肥溫度達到5060，此時，嗜溫菌受到抑制，而嗜熱菌進入激發(fā)狀態(tài) 高溫階段，堆肥中的寄生蟲和病原菌被殺死，一般經(jīng)過56d時間，堆肥的無害化即可完成 后發(fā)酵階段(二次發(fā)酵)，由于大部分的有機物在主發(fā)酵階段已被降解，熱量的釋放減慢，堆肥維持在中溫3040，這時堆肥產(chǎn)物進一步穩(wěn)定，最后達到深度腐熟。第41頁/共79頁堆肥過程中，對堆體進行溫度控制非常必要，在實際生產(chǎn)過程中往往可通過溫度-通風反饋系統(tǒng)來完成溫度的自動控制好（耗）氧堆肥過程控制溫度控制溫度控制第42頁/共79頁通風供氧控通風供氧控制制好（耗）氧堆肥過程控制合適氧濃度大于18%最低不能小于8%維持氧濃度在10%-18%通氣量通常取

36、0.6-1.8 m3/(d.kg 揮發(fā)性固體)45第43頁/共79頁揮發(fā)性固體含量的測定方法W1 發(fā)酵原料重W2 1050C烘至恒重W3 55020 0C烘至恒重原料的總固體百分含量發(fā)酵原料總固體中揮發(fā)性固體的百分含量發(fā)酵原料中揮發(fā)性固體的百分含量好（耗）氧堆肥過程控制通風供氧控通風供氧控制制第44頁/共79頁好（耗）氧堆肥的通風供氧方式通風供氧控通風供氧控制制第45頁/共79頁pH值值 pHpH值在值在7.5-8.57.5-8.5時時, ,可獲得最大堆肥降解速可獲得最大堆肥降解速率率pH=78.52-3d厭氧pH=4.5-5.0好（耗）氧堆肥過程控制發(fā)酵周期p2-3個月第46頁/共79頁主要

37、內(nèi)容主要內(nèi)容5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 好（耗）氧堆肥與厭氧發(fā)酵原理好（耗）氧堆肥與厭氧發(fā)酵原理5.3 5.3 簡易漚肥技術(shù)簡易漚肥技術(shù)5.4 5.4 有機廢物的堆肥工藝與控制有機廢物的堆肥工藝與控制5.5 5.5 好（耗）氧堆肥設備好（耗）氧堆肥設備5.6 5.6 堆肥肥效和利用堆肥肥效和利用5.7 5.7 厭氧發(fā)酵設備與工藝厭氧發(fā)酵設備與工藝5.8 5.8 沼氣與沼渣的綜合利用沼氣與沼渣的綜合利用第47頁/共79頁5.5 5.5 好（耗）氧堆肥設備好（耗）氧堆肥設備計量設備進料供料設備預處理設備發(fā)酵設備后處理設備其他輔助處理設備50第48頁/共79頁最小刻度: 20kg要求能處

38、理20t/d或更大處理能力的處理系統(tǒng)必須裝備一套以上計量系統(tǒng)計量設備計量設備第49頁/共79頁進料供料設備進料供料設備 對于日處理量在20 t以上規(guī)模的堆肥場， 必須設置存料區(qū)。 存料區(qū)的容積一般要求達到最大日處理量 的2倍，以適應各種臨時變動情況。貯料裝置對于日處理量對于日處理量20t20t以下的堆肥場，則一以下的堆肥場，則一般采用貯料池的形式般采用貯料池的形式功能和存料區(qū)相同，但結(jié)構(gòu)相對簡單，功能和存料區(qū)相同，但結(jié)構(gòu)相對簡單，造價也相對便宜。貯料池由地坑、固體造價也相對便宜。貯料池由地坑、固體廢物輸送設備、雨棚等組成廢物輸送設備、雨棚等組成第50頁/共79頁給料裝置給料裝置進料供料設備進料

39、供料設備第51頁/共79頁發(fā)酵設備發(fā)酵設備 多層立式堆肥發(fā)酵塔通常由5-8層組成,內(nèi)外層均由水泥或鋼板制成 可堆肥物料由塔頂進入塔內(nèi)，在塔內(nèi)堆肥物料通過不同形式的攪拌翻動，逐層由塔頂向塔底移動，最后由最底層出料。 經(jīng)分選后的一般經(jīng)過58d的好氧發(fā)酵，堆肥物料即由塔頂移動至塔底而完成一次發(fā)酵 塔內(nèi)溫度分布從上層至下層逐漸升高， 最高溫度在最下層。 通常以風機強制通風對塔內(nèi)進行供氧，通過安裝在塔身一側(cè)不同高度的通風口將空氣定量地通人塔內(nèi)以滿足微生物對氧的需求。 立式堆肥發(fā)酵塔通常為密閉結(jié)構(gòu)，堆肥時產(chǎn)生的臭氣能較好地進行收集處理，因此其環(huán)境條件比較好。 多層立式堆肥發(fā)酵多層立式堆肥發(fā)酵塔塔第52頁/

40、共79頁發(fā)酵設發(fā)酵設備備 多層立式堆肥發(fā)酵塔 臥式堆肥發(fā)酵滾筒 （達諾式發(fā)酵滾筒）臥式堆肥發(fā)酵滾筒的生產(chǎn)效率相當高，發(fā)達國家常采用它與立式堆肥發(fā)酵塔組合應用高速完成發(fā)酵任務，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。55第53頁/共79頁深4-5m強制鼓風物料在其停留時間內(nèi)受到位于旋轉(zhuǎn)層的螺旋鉆的攪拌，這樣的操作可以防止溝槽的形成，并且螺旋鉆的形狀和排列能經(jīng)常 保持空氣的均勻分布。發(fā)酵倉每天頂部進料一層，底部出料一層發(fā)酵設發(fā)酵設備備筒倉式堆肥發(fā)酵滾筒第54頁/共79頁發(fā)酵設發(fā)酵設備備戽斗式翻倒式發(fā)酵池 箱式堆肥發(fā)酵池第55頁/共79頁 條垛式發(fā)酵就是將物料鋪開排成行，在露天或棚架下堆放，每排物料堆寬約46m，高2m左右

41、，堆下可配有供氣通氣管道，也可不設通風裝置，根據(jù)實際情況，采用不同的翻堆發(fā)酵設備。條垛式堆肥系統(tǒng)的翻堆設備分為三類： 斗式裝載機或推土機 垮式堆肥機 側(cè)式翻堆機發(fā)酵設發(fā)酵設備備 條垛式發(fā)酵設備第56頁/共79頁 堆肥化設備破碎設備 混合設備 輸送設備 分離設備斗式裝載機或推土機、垮式翻堆機、側(cè)式翻堆機應使堆肥產(chǎn)品質(zhì)量高、操 作員少、臭味控制有效、 空間限制少、 環(huán)境影響小等優(yōu) 點。垂直、傾斜及水平固體流 生物過濾器：熟化的堆 肥、樹皮、木片、粒狀的 泥炭等，負荷為80120 m3m-3h-1)，出氣溫度維持在2040； 物料處理設備翻堆設備堆肥反應器系統(tǒng)除臭設備堆肥化設備小結(jié)第57頁/共79頁

42、主要內(nèi)容主要內(nèi)容5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 好（耗）氧堆肥與厭氧發(fā)酵原理好（耗）氧堆肥與厭氧發(fā)酵原理5.3 5.3 簡易漚肥技術(shù)簡易漚肥技術(shù)5.4 5.4 有機廢物的堆肥工藝與控制有機廢物的堆肥工藝與控制5.5 5.5 好（耗）氧堆肥設備好（耗）氧堆肥設備5.6 5.6 堆肥肥效和利用堆肥肥效和利用5.7 5.7 厭氧發(fā)酵設備與工藝厭氧發(fā)酵設備與工藝5.8 5.8 沼氣與沼渣的綜合利用沼氣與沼渣的綜合利用60第58頁/共79頁5.6 5.6 堆肥肥效和利用堆肥肥效和利用垃圾堆肥肥效垃圾堆肥肥效 提供有機質(zhì)，增加土壤有機質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)提供有機質(zhì)，增加土壤有機質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)

43、 提供提供N N、P P等營養(yǎng)元素，及等營養(yǎng)元素，及B B、MnMn、CuCu、MoMo、ZnZn等微量等微量元素，增加土壤養(yǎng)分元素，增加土壤養(yǎng)分 堆肥中豐富的土壤元素，為土壤微生物提供了充足的堆肥中豐富的土壤元素，為土壤微生物提供了充足的養(yǎng)分和能源，從而提高土壤生物活性養(yǎng)分和能源，從而提高土壤生物活性p有機肥的農(nóng)業(yè)利用 與化肥混合使用第59頁/共79頁主要內(nèi)容主要內(nèi)容5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 好（耗）氧堆肥與厭氧發(fā)酵原理好（耗）氧堆肥與厭氧發(fā)酵原理5.3 5.3 簡易漚肥技術(shù)簡易漚肥技術(shù)5.4 5.4 有機廢物的堆肥工藝與控制有機廢物的堆肥工藝與控制5.5 5.5 好（耗）氧堆

44、肥設備好（耗）氧堆肥設備5.6 5.6 堆肥肥效和利用堆肥肥效和利用5.7 5.7 厭氧發(fā)酵設備與工藝厭氧發(fā)酵設備與工藝5.8 5.8 沼氣與沼渣的綜合利用沼氣與沼渣的綜合利用第60頁/共79頁5.7 5.7 厭氧發(fā)酵設備與工厭氧發(fā)酵設備與工藝藝甲酸/甲醇/甲胺/乙酸基質(zhì)123第61頁/共79頁 傳統(tǒng)發(fā)酵系統(tǒng)傳統(tǒng)發(fā)酵系統(tǒng) 現(xiàn)代大型工業(yè)化沼氣發(fā)酵設備現(xiàn)代大型工業(yè)化沼氣發(fā)酵設備 發(fā)酵工藝發(fā)酵工藝5.7 5.7 厭氧發(fā)酵設備與工厭氧發(fā)酵設備與工藝藝第62頁/共79頁傳統(tǒng)發(fā)酵系統(tǒng)傳統(tǒng)發(fā)酵系統(tǒng)水壓式沼氣池工作原理65第63頁/共79頁發(fā)酵間和貯氣間分開壓力低、發(fā)酵好、產(chǎn)氣多等優(yōu)點氣壓不夠穩(wěn)定氣壓穩(wěn)定傳統(tǒng)

45、發(fā)酵系統(tǒng)傳統(tǒng)發(fā)酵系統(tǒng)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、造價低，施工方便缺點：氣壓不穩(wěn)定，對產(chǎn)氣不利； 原料利用率（僅10%-20%）； 大換料和密封都不方便； 產(chǎn)氣率低，防滲措施要求高第64頁/共79頁浮罩式貯氣發(fā)酵池工藝操作簡便，造價低廉立式圓形半埋式沼氣發(fā)酵池組傳統(tǒng)發(fā)酵系統(tǒng)傳統(tǒng)發(fā)酵系統(tǒng)第65頁/共79頁 聯(lián)合沼氣池：數(shù)個沼氣池串聯(lián)使用聯(lián)合沼氣池：數(shù)個沼氣池串聯(lián)使用傳統(tǒng)發(fā)酵系統(tǒng)傳統(tǒng)發(fā)酵系統(tǒng)第66頁/共79頁現(xiàn)代大型工業(yè)化沼氣發(fā)酵設現(xiàn)代大型工業(yè)化沼氣發(fā)酵設備備 發(fā)酵罐類型發(fā)酵罐類型歐美型AngloAmerican shape 這種結(jié)構(gòu)的發(fā)酵罐，其直徑高度一般大于1，頂部有浮罩，頂部和底部都有一小坡度，并由四周向

46、中心凹陷，形成一個小錐體。在運行過程中，發(fā)酵罐底部的沉積以及表面的浮渣層等問題可通過向罐中加氣形成循環(huán)對流來消除。經(jīng)典型classical shape 發(fā)酵罐在結(jié)構(gòu)上主要分三部分，中間為直徑高度為1的圓桶，上下兩頭分別有一個圓錐體。底部錐體的傾斜度為1.0-1.7，頂部為0.6-1.0。經(jīng)典型結(jié)構(gòu)有助于發(fā)酵物料處于均勻、完全的循環(huán)狀態(tài)。第67頁/共79頁蛋型egg shape 蛋型發(fā)酵罐是在古典型發(fā)酵罐的基礎上加以改進而形成的兩個特點：發(fā)酵罐兩端的錐體與中部罐體結(jié)合時，光滑的，逐步過渡的，這樣有利于發(fā)酵物料的徹底循環(huán)，不會形成循環(huán)死角；底部錐體比較陡峭，反應物料與罐壁的接觸面積比較小這二者為發(fā)

47、酵罐內(nèi)物料形成循環(huán)及均一的反應工況提供了最佳條件。p發(fā)酵罐類型歐洲平底型European plain shape 歐洲平底型發(fā)酵罐的各類指標介于歐美型與經(jīng)典型之間。同經(jīng)典型相比，它的施工費用較低，同歐美型相比，其直徑高度更合理。p物料循環(huán)系統(tǒng) 動力泵 混合攪拌裝置 加氣設備70第68頁/共79頁發(fā)酵工藝發(fā)酵工藝 傳統(tǒng)沼氣發(fā)酵工藝類型傳統(tǒng)沼氣發(fā)酵工藝類型溫度高溫發(fā)酵常溫發(fā)酵中溫發(fā)酵發(fā)酵級數(shù)單級發(fā)酵多級發(fā)酵投料運轉(zhuǎn)方式批量發(fā)酵半連續(xù)發(fā)酵兩步發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵第69頁/共79頁 連續(xù)發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵 從投料啟動并穩(wěn)定運行后，按一定的負荷量連續(xù)進料，此發(fā)酵工從投料啟動并穩(wěn)定運行后，按一定的負荷量連續(xù)進料，此發(fā)酵工藝能保持穩(wěn)定的有機物消化速度和產(chǎn)氣率，適于處理來源穩(wěn)定的城藝能保持穩(wěn)定的有機物消化速度和產(chǎn)氣率，適于處理來源穩(wěn)定的城市污水、工業(yè)廢水和大中型畜牧場的糞便等。市污水、工業(yè)廢水和大中型畜牧場的糞便等。發(fā)酵工藝發(fā)酵工藝p半連續(xù)發(fā)酵 啟