有機固體廢物的堆肥化處理

關(guān)于有機固體廢物的堆肥化處理第一頁，共二十七頁，2022年，8月28日Copyright?FashionBrand.Allrightsreserved1.有機固體廢物分類目錄堆肥化概述2.厭氧堆肥化4.好養(yǎng)堆肥化3.總結(jié)5.第二頁，共二十七頁，2022年，8月28日1有機固體廢物的分類有機固體廢物按來源分類，可分為：1）農(nóng)業(yè)有機固體廢物2）城市有機固體廢物3）工業(yè)有機固體廢物農(nóng)業(yè)有機固體廢物農(nóng)作物種植畜牧業(yè)農(nóng)副產(chǎn)品加工城市有機固體廢物人畜糞便餐廚垃圾市政一般垃圾污水處理廠污泥工業(yè)有機固體廢物石油化石工業(yè)輕工業(yè)第三頁，共二十七頁，2022年，8月28日有機固體廢物的危害侵占土地，污染土壤污染水體污染大氣影響人類健康影響市容和生活環(huán)境第四頁，共二十七頁，2022年，8月28日2堆肥化概述堆肥化—依靠自然界中的細菌、放線菌、真菌等微生物，人為可控地促進可生物降解的固體有機物定向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學過程。關(guān)鍵：1）原料：可降解有機廢物；2）人工控制，不同于自然腐爛；3）實質(zhì)：生化過程；4）產(chǎn)物對環(huán)境無害。第五頁，共二十七頁，2022年，8月28日堆肥的作用及要求堆肥的作用：1）改善土壤物理性能2）增加土壤中的腐殖質(zhì)3）保持土壤養(yǎng)分4）緩效性肥料堆肥的質(zhì)量要求：第六頁，共二十七頁，2022年，8月28日堆肥化的分類根據(jù)堆肥化過程中微生物對氧氣的要求不同，可分為：好氧堆肥—在通風條件下，通過好氧菌自身的生命活動對廢物的進行吸收、氧化和分解的過程；厭氧堆肥—在缺氧條件下利用厭氧微生物進行發(fā)酵分解的過程。第七頁，共二十七頁，2022年，8月28日3好氧堆肥化堆肥有機物（含C、N、O、H、P、S）細胞物質(zhì)（微生物繁殖）CO2、H2O、NH3、PO43-、SO42-能量合成氧化異化作用＋排入環(huán)境釋放、轉(zhuǎn)化為熱量同化作用有機物好氧堆肥分解結(jié)構(gòu)圖第八頁，共二十七頁，2022年，8月28日好氧堆肥化的類型1條垛式堆肥化在露天或棚架下，將堆肥物料以長條狀或條堆堆放，進行好氧發(fā)酵。此過程需要定期翻動。第九頁，共二十七頁，2022年，8月28日2好氧靜態(tài)堆肥化即在條垛式系統(tǒng)中加上通風系統(tǒng)，以此來優(yōu)化條垛式系統(tǒng)產(chǎn)生惡臭和大量病原體的問題。第十頁，共二十七頁，2022年，8月28日3發(fā)酵倉堆肥化將堆肥物料密閉在發(fā)酵裝置內(nèi)，控制通風和水分，使物料進行生物降解和轉(zhuǎn)化。其特點是機械化和自動化強度高。第十一頁，共二十七頁，2022年，8月28日影響好氧堆肥的因素1）通風供養(yǎng)—好氧堆肥化生產(chǎn)的基本條件之一。一般認為，氧濃度低于5%就會限制好氧微生物的生長。另外通風條件下可以帶走產(chǎn)生的CO2、水蒸氣和熱量。2）含水率—微生物的生長和對氧的要求會在含水率為50%~60%時達到峰值，過高的水分會大大減少空氣含量，造成厭氧狀態(tài)，而水分低于12%時微生物的繁殖就會停止。3）有機質(zhì)和營養(yǎng)物的含量—堆肥原料中適宜的有機質(zhì)含量為20%~80%，堆肥化過程中，微生物大量生長繁殖所需的大量營養(yǎng)物主要有碳、磷、鉀等。第十二頁，共二十七頁，2022年，8月28日4）溫度—50~60℃時最適合嗜熱菌生長繁殖，此時反應(yīng)速度快，還可以殺滅病原菌、寄生蟲和蟲卵等。5）pH—一般認為pH在7.5~8.5之間可獲得最大的堆肥效率。在好氧堆肥初期，pH可下降到5~6，發(fā)酵完成時可達8.5~9.0，最終產(chǎn)品達到7.0~8.0。6）碳氮比—微生物分解有機物的速度隨碳氮比的變化而變化。堆肥原料中碳氮比以30為宜。7）碳磷比—一般堆肥化的碳磷比宜調(diào)節(jié)在75~150。8）顆粒度—顆粒的粒徑不能太小，宜保持一定程度的空隙率和透氣性，粒徑一般以12~60mm為宜。第十三頁，共二十七頁，2022年，8月28日典型好氧堆肥化工藝1好氧靜態(tài)堆肥化工藝原料預處理進倉原料物料調(diào)節(jié)（水分、C/N）發(fā)酵設(shè)施次級發(fā)酵設(shè)施后處理堆肥制品非堆肥物可回收物通風蓄水池雜物可回收物堆肥要經(jīng)過中溫-高溫-中溫的過程，其中由高溫向中溫轉(zhuǎn)變過程中時間較長，一次發(fā)酵周期可達30d以上，而采用二次發(fā)酵工藝可在一次發(fā)酵產(chǎn)物儲料時使之迅速降溫，使整個發(fā)酵周期縮短1/3以上，因此，二次發(fā)酵工藝又稱快速高溫堆肥化。第十四頁，共二十七頁，2022年，8月28日2好氧動態(tài)堆肥化工藝當城市生活垃圾中有機質(zhì)含量較高，有機質(zhì)消耗便會產(chǎn)生大量水分，從而影響通風效率，因此必須采用動態(tài)堆肥工藝，動態(tài)堆肥工藝又分為：1）間歇式好氧動態(tài)堆肥—將原料一批一批進行發(fā)酵，一批原料堆積后不再添加新料，待堆肥腐熟后運出2）連續(xù)式好氧動態(tài)堆肥—采用連續(xù)進料和連續(xù)出料的方式進行發(fā)酵。物料一直處于連續(xù)翻動的狀態(tài)，時物料混合更加均勻，水分更易蒸發(fā)。堆肥的腐熟度指：堆肥產(chǎn)品達到穩(wěn)定化、無害化，不對環(huán)境產(chǎn)生不良影響第十五頁，共二十七頁，2022年，8月28日4厭氧堆肥化有機質(zhì)（碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪）糖類、氨基酸、脂肪酸、甘油揮發(fā)酚、醇類、中性化合物、H2、CO2等CH4、H2、N2、CO2、CO、H2S等發(fā)酵性細菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌產(chǎn)甲烷細菌液化階段產(chǎn)酸階段產(chǎn)甲烷階段厭氧堆肥化是指，在無氧條件下，利用厭氧微生物將可降解有機物分解為穩(wěn)定的無毒無害物質(zhì)，并同時獲得沼氣的處理方法。第十六頁，共二十七頁，2022年，8月28日厭氧堆肥化過程中有機物的分解代謝1碳水化合物的分解代謝一般的碳水化合物包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、糖類和淀粉等。厭氧堆肥化分解的碳水化合物中纖維素的含量最多。1）纖維素的分解代謝（C6H10O5）（纖維素）＋nH2O→nC6H12O6（葡萄糖）2）糖類的分解代謝C6H1206→3CH4＋3CO2

第十七頁，共二十七頁，2022年，8月28日2類脂化合物的分解代謝類脂化合物一般包括脂肪、磷脂、游離脂肪酸、油脂等，在厭氧堆肥料中含量較少，這類化合物的水解產(chǎn)物主要是脂肪酸和甘油，然后生丙酮。在產(chǎn)甲烷菌的作用下被分解為乙酸，最終分解為甲烷和CO2。3蛋白質(zhì)類化合物的分解代謝蛋白質(zhì)類化合物首先水解為多肽和氨基酸，其中一部分氨基酸繼續(xù)水為胺、苯酚、硫化氫和氮；另一部分分解為有機酸、醇和其他化合物最后生成甲烷和CO2。第十八頁，共二十七頁，2022年，8月28日影響厭氧堆肥化的因素1厭氧環(huán)境—厭氧堆肥化最顯著的特點是有機物在無氧條件下被被微生物分解，最終轉(zhuǎn)化成甲烷和CO2。這一過程中產(chǎn)酸菌大多是厭氧菌，而產(chǎn)甲烷菌時嚴格厭氧菌，因此，厭氧堆肥必須保證厭氧環(huán)境。2溫度—在一定溫度范圍內(nèi)，溫度越高微生物的活性越高，但溫差過大也會導致沼氣產(chǎn)量下降3pH—厭氧發(fā)酵微生物一般在pH環(huán)境中，并且細胞具有自我調(diào)節(jié)的能力，因此在正常發(fā)酵中，并不需要調(diào)節(jié)pH4攪拌—如果厭氧堆肥原料分布不均勻，會出現(xiàn)局部酸積累的現(xiàn)象，因襲需要攪拌裝置進行充分攪拌，提高產(chǎn)氣量第十九頁，共二十七頁，2022年，8月28日5營養(yǎng)物—絕大多數(shù)產(chǎn)甲烷菌只能利用簡單有機酸、醇類和CO2作為碳源，只能利用氨氮作為氮源。一般原料的碳氮比在15~30之間，均可正常發(fā)酵，另外，磷素與碳之比為5：1為宜6添加物—添加少量的硫酸鋅、磷礦粉、碳酸鈣等化學物質(zhì)有利于厭氧發(fā)酵；添加少量活性炭粉末可提高產(chǎn)氣量的2~4倍；添加濃度為0.01%的表面活性劑可提高40%的產(chǎn)氣量7有毒物質(zhì)—能抑制發(fā)酵微生物生命活力的物質(zhì)統(tǒng)稱為有毒物質(zhì)。例如：由于發(fā)酵不正常造成的有機酸積累，以及氨濃度過高會抑制發(fā)酵的進行第二十頁，共二十七頁，2022年，8月28日厭氧堆肥化工藝類型按照厭氧堆肥化溫度可分為：1常溫堆肥—又稱自然堆肥，堆肥溫度隨外界溫度變化而變化，沼氣量不穩(wěn)定，較適合于溫度較高的南方地區(qū)2中溫堆肥—溫度一般控制在28~38℃，沼氣產(chǎn)量比較穩(wěn)定3高溫堆肥—溫度一般控制在48~60℃，有機物分解速度快，處理時間短，沼氣產(chǎn)量高，能有效殺死病原體第二十一頁，共二十七頁，2022年，8月28日按照堆肥方式不同，可將工藝分為：1）兩相堆肥—將產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段分開在不同裝置進行，有機質(zhì)轉(zhuǎn)化率較高，但甲烷產(chǎn)率低；2）混合堆肥—將產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段在同一裝置中進行，反應(yīng)條件比較難以控制第二十二頁，共二十七頁，2022年，8月28日厭氧堆肥化裝置1紡錘形厭氧消化器2塞流式厭氧發(fā)酵器主要用于工業(yè)廢水、城市糞便和下水污泥的處理也稱推流式厭氧發(fā)酵，反應(yīng)器主要用于畜糞發(fā)酵第二十三頁，共二十七頁，2022年，8月28日3水壓式沼氣池適用于多種發(fā)酵原料，通常埋設(shè)在地下。當發(fā)酵池內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)氣時，發(fā)酵池內(nèi)沼氣壓力增大，使水壓箱內(nèi)液面上升，高于發(fā)酵池內(nèi)液面；使用沼氣時，發(fā)酵池內(nèi)壓力減小，水壓箱內(nèi)液體被壓回發(fā)酵池。在不斷地產(chǎn)氣、用氣過程中，實現(xiàn)自動監(jiān)測和調(diào)節(jié)。第二十四頁，共二十七頁，2022年，8月28日5總結(jié)好氧工藝與厭氧工藝比較：第二十五頁，共二十七頁，2022年，8月28日堆肥是有機固體廢棄物無害化和資源化的有效途徑。對堆肥的腐熟和穩(wěn)定性方面的評判應(yīng)該利用物理、化學、生物