好氧堆肥工艺

1、静态好氧堆肥处理城市垃圾好氧堆肥的原理：好氧堆肥是在有氧条件下，好氧细菌对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过 自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微 生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生 长繁忙殖，产生出更多的生物体的过程。在有机物生化降解的同时，伴有热量产生， 因堆肥工艺中该热能不会全部散发到环境中，就必然造成堆肥物料的温度升高，这样 就会使一些不耐高温的微生物死亡，耐高温的细菌快速繁殖。生态动力学表明，好氧 分解中发挥主要作用的是菌体硕大、性能活泼的嗜热细菌群。该菌群在大量氧分子存 在下将有机物氧化分解，同时释放出

2、大量的能量。据此好氧堆肥过程应伴随着两次升 温，将其分成三个阶段：起始阶段、高温阶段和熟化阶段。堆肥过程的影响因素包括： 生物挥发性固体、通风供氧、水分、温度、碳氮比等。通常要经过物料预处理、一次 发酵、二次发酵和后处理过程。1堆肥的过程参数堆肥化过程是复杂的。 物料经混匀后，受营养平衡、 水分含量和物理结构等的影响。 工艺过程中要控制的各种参数，就是那些对堆肥过程有影响的物理、化学和生物因素。 它们决定微生物活动的程度，从而影响堆肥的速度与质量。1.1 水分含量在堆肥过程中， 水分是一个重要的物理因素。 水分含量是指整个堆体的含水量。 水 分的主要作用在于： （1）溶解有机物，参与微生物的新

3、陈代谢； （2）水分蒸发时带走 热量，起调节堆肥温度的作用。水分的多少，直接影响好氧堆肥反应速度的快慢，影 响堆肥的质量，甚至关系到好氧堆肥工艺的成败，因此，水分的控制十分重要。在堆 肥期间，如果水分含量低于 10%15%，细菌的代谢作用会普遍停止；含水量太高，会使 堆体内自由空间少，通气性差，形成微生物发酵的厌氧状态，产生臭味，减慢降解速 度，延长堆腐时间。大量的研究结果表明，堆肥的起始含水率一般为 50%60%。在堆肥的后熟期阶段， 堆体的湿度也应保持在一定的水平，以利于细菌和放线菌的生长而加快后熟，同时减 少灰尘污染。1.2 通气量供气是好氧堆肥成功的重要因素之一。供气的作用主要有三个方

4、面。 (1) 为堆体内 的微生物提供氧气。如果堆体内的氧气含量不足，微生物处于厌氧状态，使降解速度 减缓，产生h2s等臭气，同时使堆体温度下降。(2)调节温度。堆肥需要微生物反应而 产生的高温，但是，对于快速堆肥来讲，必须避免长时间的高温，温度控制的问题就 要靠强制通风来解决。 (3) 散除水分。污泥堆肥的一个目的是降低其水分含量。在堆肥 的前期，通气主要是提供微生物 02以降解有机物，在堆肥的后期，则应加大通气量， 以冷却堆肥及带走水分，达到堆肥体积、重量减少的目的。通气可以采取鼓风或抽气方式， 两种方式各有利弊： 抽气的优势在于可将堆体中的 废气在排入大气前统一进行处理，减少二次污染；鼓风

5、的优势是利于水分及热量散失。 最好的办法是在堆肥的前期采用抽气方式以处理产生的臭气，在堆肥后期采用鼓风方 式以利于减少水分。1.3有机质含量有机物是微生物赖以生存和繁殖的重要因素。 堆肥反应的特性是它需要一个合适的 有机物范围。大量的研究工作表明，在高温好氧堆肥中，适合堆肥的有机物含量范围 为20%80%。当有机物含量低于 20%时，堆肥过程产生的热量不足以提高堆层的温度而 达到堆肥的无害化，也不利于堆体中高温分解微生物的繁殖，无法提高堆体中微生物 的活性，最后导致堆肥工艺的失败。当堆体有机物含量高于 80%时，由于高含量的有机 物在堆肥过程中对氧气的需求很大，而实际供气量难以达到要求，往往使

6、堆体中达不 到好氧状态而产生恶臭，也不能使好氧堆肥顺利进行。有研究者曾用城市垃圾和污泥 混合堆肥，这样既可以利用垃圾提高堆体中的孔隙率，又可以利用污泥提高堆体中的 有机质含量，同时为垃圾和污泥 _现代城市的两大问题找到出路。2.4c/n 比c/n 比是堆肥原料与填充料混合物的 c/n 比。微生物生长需要碳源，蛋白质合成需 要氮源， 微生物合成一份蛋白质大约需要 30份碳，对于堆肥来讲， c/n 比为 30看起来是 理想的。c/n比低、特别是当ph值和温度高时，使废弃物中的氮以nh3的形成挥发损失，散 发出臭味。用c/n比低的原料(15.7 : 1)进行堆肥实验，结果是微生物对有机物的生物 氧化

7、过程中显示了严重的氮素损失。但是，当 c/n 比高于35时，微生物必须经过多次 生命循环，氧化掉过量的碳，直到达到一个合适的c/n比供其进行新陈代谢，因而c/n 比高会降低降解速度。1.5ph 值在堆肥过程中，ph值是一个重要的因素。一般来讲，ph值在312之间都可以进行 堆肥。但是有研究发现，在堆肥初期堆体的ph值降低，低的ph值有时会严重地抑制堆肥反应的进行。在堆腐垃圾时，ph值控制在8左右可以显着提高堆肥初期的反应速度， 可以极大地缩短堆肥达到高温所要求的时间，可以避免由于堆肥反应延缓所造成的臭 味问题，但当ph值控制在5时，葡萄糖和蛋白质的降解停止。污泥堆肥的 ph值范围一 般应在69

8、之间最为合适。1.6温度温度是堆肥系统微生物活动的反映，是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因 素。堆肥中微生物分解有机物而释放出热量，这些热量使堆肥温度上升。堆肥初期， 堆层基本呈中温，嗜温菌较为活跃，大量繁殖。它们在利用有机物的过程中，有一部 分转化成热量，堆层温度不断上升，12天后可以达到5060C。在这个温度下，嗜温 菌生长受到抑制，大量死亡，而嗜热菌的繁殖进入激发状态（见表1）。嗜热菌的大量繁殖和温度的明显提高，使堆肥发酵直接由中温进入高温，并在高温度范围内稳定一 段时间。正是在这一温度范围内，堆肥中的寄生虫和病原菌被杀死。表1堆肥温度与微生物生长关系ffiJXCC)遍度对襯主恸生股

9、的宦晌不适用朋花抑制状零可开始生绘055ata*55"60（凿詳赛週）1 抑制横寺朝显）>70渠道式垃圾好氧堆肥就是将垃圾在混凝土渠道中进行好氧发酵，通过翻推机的翻推和 最终垃圾熟化，从而产生废料的过程。城市垃圾的收皿珞坤泪厶 田挙 w 硒诒無舌墙坤興.u 1 ?' 丿亠磁选，手选3LJ儿J丁口可 >去除粗大物，回收有用物质粪池复式振动格栅去除粒径大的垃圾，进行填埋处理一次发酵（调节水分，碳氮比，碳磷比通风处理防止臭气磁选双层滚筒筛找出大于40mm勺物料填埋或焚烧大于20mn小于40mm的物料锤式破碎腐熟堆肥二次发酵一次发酵发应方程 CsHtNuOr. aH2O+

10、bO2 CwHxNyOz. eH2O+dH2O+eH2O+gNH3 +Q二次发酵反应方程式：(C6H10O5)r n (C6H12O6) n(C6H10O6+6 nO2 6n CO告5 nH 20+Q前处理主发酵后发酵后处理贮存。原料的预处理：包括分选、破碎以及含水率及碳氮比的调整。首先去除废物中的金属、玻璃、塑料和木材等杂质，并破碎到40毫米左右的粒度，然后选择堆肥原料进行配料，以便调整水分和碳氮比，可以使用纯垃圾，垃圾和粪便之比为7: 3或者垃圾与污泥之比为7: 3进行混合堆肥。原料的发酵阶段：我国大都采用一次发酵方式，周期长达30天，目前采用二次发酵方式，周期一般用20天，一次发酵是好氧

11、堆肥的中温与高温两个阶段的微生物代谢过程，具体从发酵开始，经中温、高温然后到达温度开始下降的整个过程，一般需要1012天，高温阶段持续时间较长。二次发酵指物料经过一次发酵后，还有一部分易分解和大量难分解的 有机物存在，需将其送到后发酵室，堆成1 2米高的堆垛进行二次发酵并腐熟。当温度稳定在40C左右时即达腐熟，一般需 20 30天。后处理阶段：是对发酵熟化的堆肥进行处理，进一步去除堆 肥中前处理过程中没有去除的杂质和进行必要的破碎过程、经处理后得到的精制堆肥含水在30%左右，碳氮比为15 20。贮存阶段：贮存是指堆肥处理前必须加以堆存管理，一般可直接存放，也 可装袋存放。但贮存时要注意保持干燥

12、通风，防止闭气受潮。分为三个过程：起始阶段、高温阶段、熟化阶段。堆肥过程影响因素有：供氧量要适当，实际所需空气量应为理论空气量的210倍；含水量在50%-60%为宜，55%最理想，此时微生物分解速度最快，水的作用有二：一是溶解有机物， 参与微生物的新陈代谢，二是调节堆肥温度，温度过高时通过水分的蒸发，带周一部分热量；碳氮 比要适当，一般认为城市垃圾为20 35之间；碳磷比为75150; PH值，当有机污泥做堆肥原料时，需要进行PH调整，堆肥过程开始时，由于酸性菌作用,PH为5.5 6.0，堆肥结束后，PH为8.5 9.0 。主要的设备有：磁选机， BJD 型普通锤式破碎机，振动格筛，低温破碎机。腐熟堆肥的评价： 堆肥腐熟度评价是保证城市固体废物达到无害化处理的必要环节 , 目 的是评价堆肥产品是否熟化 , 以确定其能否安全应用于农业生产。 用于腐熟度的评价的 指标和方法有物理方法、化学方法、微生物活、酶学分析以及植物毒性的简便的有温度、固相CPN值、液相CPNfi、NH4+