固体废弃物的处理处置review

固体废弃物的处理处置第一章绪论

第一节固体废弃物的定义及其产生一、固体废物的定义与分类

定义：固体废物是指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的一般不具有原使用价值而被废弃的以固态和半固态存在的物质。分类：固体废物的分类方法按其来源，可分为生活废物、工业废物、农业固体废物；按其组成可分为有机废物和无机废物；按其形态可分为固态废物、半固态废物；按其污染特性可分为一般废物和危险废物等。美国将废弃物分成五类，即城市垃圾（家庭垃圾与商业垃圾）、下水污泥、工业废弃物、农业废弃物、矿业废弃物。而日本通常分为产业废物和一般废物两大类。我国《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中将废物分为城市生活垃圾、工业固体废物和危险废物三大类。这三大类固体废物一般要求单独收集、分开管理。

各类固废：城市生活垃圾（又称为城市固体废物）是指在城市居民日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物，主要包括其主要成分包括厨余物、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃陶瓷碎片／砖瓦渣土、粪便、市政污泥、废家用什具、废旧电器以及庭园废物等。工业固体废物，是指在工业、交通等生产活动中产生的固体废物，又称工业废渣或工业垃圾。主要有采矿废石，选矿尾矿、燃料废渣、建筑废料、化工生产及冶炼废渣等固体废物，工业固体废物按照其来源及物理性状大体可分为冶金工业固体废物、能源工业固体废物、石油化学工业固体废物、矿业固体废物、轻工业固体废物以及其他工业固体废物等六大类。按照《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，“危险废物是指列人国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物”。危险废物通常具有急性毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性和疾病传染性等特性。1998年1月4日我国颁布的《国家危险废物名录》，共列出了47类、数百种危险废物。

生活垃圾建筑垃圾电子废弃物危险废物——医疗垃圾危险废物——铬渣二、固体废弃物的排量

1.我国：自1979年以来，城市固体废弃物平均以每年8%-10%的增长,少数城市(如北京)的增长率达15%～20%。1998年，我国城市垃圾产生量约1.4×108t,清运量达1.15×108t

；工业固体废物产生量80068万吨，排放量7048万吨，危险废物近1000万吨；2002年，垃圾的产生量约达到了1.8亿吨，全国生活垃圾清运量为1.36亿吨；工业固体废弃物产生量达9.45亿吨，排放量2635万吨；全国危险废物产生量1000万吨。其中，工业固体废弃物和危险废物，由于其较具回收价值以及国家采取了积极的回收政策，排放量近年来增幅不大，甚至有所减少，但是，生活垃圾总量却依然大幅度增长。生活垃圾总量大幅度增长首先与我国城市数量增加有关,1986年全国城市数量为353个,2000年增加到663个,增加了近一倍;其次,城市规模和城市人口的增加也是导致城市生活垃圾增加的主要原因,2000年的663个城市中50×104以上人口的城市有93个。

人均：人均排放量为1.33公斤/天。

2.从世界范围看：

目前城市化率已超过50%，伴随城市化的进程,全球垃圾态势十分明显—其产生量飞速增长。生活垃圾的增长，除与城市数量与城市人口的增长有关外，还与城市地理环境、城市规模、人口增长、经济发展水平、居民生活水平、城市燃料结构以及管理水平等诸多因素有关。

全世界每天新增垃圾469.49万吨，年均增长率为8.24％，高出世界经济平均增长速率的2.5－3.0倍。从世界各国统计资料看，包括历年积累的工业垃圾在内，垃圾的累积总量到2010年将超过1万亿吨。第二节固体废弃物危害固体废物对人类的生存及环境造成的危害主要表现在：

1、侵占过多的城市有限土地和城郊主要农田据估算，每堆积一万吨废渣约需占地一亩。国内：仅工业固体废弃物一项，其存储量到2002年为止，就已经高达69.39亿吨

,侵占土地面积多达6亿多平方米；全国668座城市中约有200多座城市出于固废包围之中,

有1/4的城市已无适合场所堆放垃圾，固体废物占地问题十分突出。

北京：三环路外50m2以上垃圾堆约4900余座，占地600公顷；广州：覆盖165.80公顷土地；湘江两岸，有500公里长的垃圾带；国外：美国：工业垃圾占地5948公顷；日本：2758公顷；独联体：3000公顷。2、污染土壤：废物对土壤的污染主要是通过垃圾渗滤液渗入土所致。渗滤液中往往含有难生物降解的有机污染物、病原体以及重金属等，这些物质进入土壤并在土壤中积累，会影响到作物品质及其生长；有些工业固体废物，特别是有害废物，发生一系列化学反应,杀死土壤微生物,导致寸草不生。

我国：内蒙古包头市的某尾矿使其下游的全巴兔乡大片土地污染,居民被迫搬迁；

德国：某冶金厂附近土壤生长的植物体内含铅量为一般植物的80—260倍,锌为26—80倍,铜为30—50倍;

加拿大：某电池厂附近的土壤表层中含铅量高达58590mgˆkg;

英国：千分之一的农田因垃圾污染而减产,威尔士北部康卫盆地的垃圾场在一次暴雨冲刷后覆盖了大片肥沃草原,致使草场枯死而不能放牧。

固体废弃物对土壤的污染，还源自于不合理的城市生活垃圾在农田的不合理施用。长期大量将城市垃圾输入土壤,会致使土壤出现渣化渣砾化趋势,土壤中中重金属、病原体等的含量也会大幅增加。3、污染水体（1）固体废物在堆放过程中，随天然降水、地表径流或在风力的作用下进入河流、湖泊，从而污染地面水源；在堆放和填埋过程中,渗滤液渗透到土壤，并进入地下水或地表水水体，使其受到污染；一些国家和地区，还会由于向水体倾倒废弃物，从而给附近的水域带来严重污染等。我国：贵阳市一露天垃圾场严重污染邻近饮用水,曾引起当地居民痢疾大流行；（2）人们常将固体废物直接倾倒于河流、湖泊和海洋，并以此作为一种成本低廉的处置方法，致使水体面积缩小、河道淤塞、水体遭受污染。长江两岸垃圾大量倒入江中,不仅污染水体,而且危及航运安全；英国：威尔士南部斯旺西和中部喀地干因冶金垃圾污染水体，居民胃癌死亡率飙升，其发病、死亡率分别比全国平均值高出40%、60%;

日本：某氮肥公司将大量含甲基汞的垃圾排入水俣湾,造成鱼类中毒,人食毒鱼得水俣病死亡。

全世界：每年倾入大海的船舶废物达640万t,商业渔业每年倾倒海洋的塑料包装材料达2.20万t,每年扔进大海的塑料网、绳和塑料救生衣达13.60万t，致使每年有100万只海鸟和10万只鲸类动物及海豹死亡。（3）固体废弃物任意堆放，还会对地下水造成严重的污染。

哈尔滨市：韩家洼子垃圾填埋场，其地下水中化学好氧量、色度、铁、锰、酚、汞以及细菌总数、大肠杆菌数等都大大超标，其中，汞的浓度、细菌总数、大肠杆菌数分别超标20倍、4.3倍、11倍以上，并因此迫使附近一些居民的搬迁；美国：胡克化学公司1930－1950年间，在纽约州尼亚加拉瀑布附近的LoveCanal废河谷填埋了2800吨桶装的有害废物，1953年填平覆土，并在其上兴建了学校和住宅，1978年，大雨和融化的雪水造成了有害废物外溢，之后就陆续发现该地区井水变臭、婴儿畸形、居民怪病不断现象，迫使美国中央政府下令关闭学校、住宅，居民全部搬迁，并拨款2700万美元进行环境补救，造成轰动一时的美国的LoveCanal固体废物污染事件。

4、降低大气环境质量，有碍景观垃圾在堆放过程中,在温度、水分等作用下,某些有机物质发生分解,产生有害气体;一些腐败的垃圾散发出阵阵腥臭味,垃圾中的细菌、粉尘随风吹扬飘散,造成对空气的污染；垃圾在焚烧过程中又会产生PCDD(二口恶口英)、PCDF(呋喃)、PCA(多环芳香族化合物)、PCB(聚氯联苯)等强致癌物质,造成二次污染。

我国：山西省一项检验资料表明,在距垃圾场200m处的大气中二氧化碳含量超过国有标准的好几倍,甲烷含量超过国家标准的110～450倍；

英国：一些研究机构最近的一项研究结果表明，垃圾堆放场释放出的挥发性有机气体多达106种，其中，有许多种为致癌致畸物；

日本：有关研究证实，垃圾焚烧过程中产生二恶英

5、发生爆炸与火灾：1994年12月，重庆市某垃圾场由于缺乏合理的排气设施，致使沼气积聚，突然发生爆炸，造成5人死亡，4人受伤的惨剧；同一年，北京昌平阳坊镇垃圾场也连续发生了3起爆炸事故。有些垃圾堆放场由于高温干燥，引发了垃圾堆自燃。美国：在60年代中期曾有500多处垃圾堆发生火灾;

我国辽宁、山东、江苏三省曾有42座煤矸石垃圾堆自燃,占被调查的112座垃圾堆的37.50%以上。6、诱发山体滑坡英国：威尔士阿伯芬高达244米的垃圾堆滑入城中，导致800人死亡。。6、疾病传播废弃物与二十多种人体疾病的发生有直接而明显的关系。据认为，英国几次鼠疫大流行均与垃圾处理不当有关；1988年上海“甲肝”流行,即认为是由于未经处理的粪便排放近海水域所造成。7、破坏城市环境卫生、经济损失严重美国：自本世纪80年代以来,每年平均用于环保投资的费用达800—900亿美元,其中每年用于垃圾清除的费用超过60亿美元,1986—1990年间不得不再拿出200亿美元扩建原有垃圾场;

日本：东京每年用于垃圾处理的费用高达2300多亿日元,占东京年度预算的3.70%,平均每个东京居民负担27900日元;

中国：我国七五期间，环保费用为100亿人民币，其中用于垃圾处理费用就达30亿；上海垃圾处理重2001年到2010年，投入10亿人民币。生活垃圾建筑垃圾危险废物——医疗垃圾电子废弃物危险废物——铬渣来源危险废物危害特性家庭清洁用品擦洗粉腐蚀性喷雾剂易燃性漂白粉腐蚀性下水道疏通粉腐蚀性家具上光剂易燃性污迹去除剂易燃性卫生间清洁剂易燃性装潢和地毯清洁剂腐蚀性、易燃性鞋油易燃性个人护理用品洗发水毒性护理香液毒性指甲油去除剂易燃性过期化妆用品毒性居民日常生活用品中的典型危险废物废弃电子产品废物废旧手机毒性废旧电视机显示屏毒性电动自行车电池腐蚀性废旧冰箱和空调压缩机毒性电池腐蚀性荧光灯管毒性灭蟑螂药毒性废药品驱蚊药品毒性过期中西医药废药毒性相片冲印化学品腐蚀性其他瓷釉、油基或水基颜料易燃性罐装煤气、液化气易燃易爆性相片冲印化学品腐蚀性、毒性农业生产过程中典型危险废物及其危害名称化学分子式用途危害异狄氏剂C12H8OCl6杀虫剂和除草剂致癌；通过吸入或被皮肤吸收而具有毒性氯丹C6H6Cl6杀虫剂通过吸入或被皮肤吸收而具有毒性甲氧氯Cl3CCH(C6H4OCH3)2杀虫剂毒性毒杀芬C10H10Cl8杀虫剂和除草剂通过吸入或被皮肤吸收而具有毒性三氯苯氧丙酸Cl3C6H2OCH(CH3)CJOOH除草剂毒性

第三节固体废物的污染控制管理措施

一、固体废物污染控制管理指导原则－－循环经济管理模式

在70年代，环境保护的末端治理方式；80年代，人们的认识经历了从“排放废物”到“净化废物”再到“利用废物”的过程。但对于污染物的产生是否合理、是否应该从生产和消费源头上防止污染产生这些根本性问题，大多数国家仍然缺少思想上的见解和政策上的举措。90年代，污染物的源头预防和全过程治理开始替代末端治理成为国家环境与发展政策的真正主流，人们在不断探索和总结的基础上，提出以资源利用最大化和污染排放最小化为主线，逐渐将清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一套系统的循环经济战略。循环经济管理模式以“减量化、再利用、再循环”(3R)为社会经济活动的行为准则。减量化原则属于输入端方法，旨在减少进入生产和消费过程的物质量，采用经济合理的综合利用工艺和技术，制订科学的资源消耗定额等，从源头节约资源使用和减少污染物的排放；再利用原则属于过程性方法，目的是提高产品和服务的利用效率，要求产品和包装容器以初始形式多次使用，减少一次用品的污染；

再循环原则属于输出端方法，要求物品完成使用功能后进行回收，重新变成再生资源。“减量化、再利用、再循环”原则在循环经济中的重要性并不是并列的。循环经济不是简单地通过循环利用实现废弃物资源化，而是强调在优先减少资源消耗和减少废物产生的基础上综合运用3R原则，3R原则的优先顺序是：减量化—再利用—再循环。贯彻循环经济原则，要求从三个层面上进行操作：在企业层面(小循环)、区域层面(中循环)、社会层面(大循环)。

二、我国的废物管理政策与法规我国固体废物污染控制工作起步较晚，开始于80年代初期。1984年我国开始第一个专门性固体废物管理标准，《农用污泥中污染物控制标准》。之后，我国制定了《有色金属工业固体废物污染控制标准》（GB5085-85）、《城镇垃圾农用控制标准》（GB8172-87）等。不过，这些法律法规，从发展形式看，还只是基于末端治理的思路。当历史进入90年代后，我国开始提出了源头治理的思想。我国的第一部固体废弃物污染防治法即《中华人民共和国固体废物环境污染防治法》是在1995年制定的，《防治法》明确提出了废物管理上的“减量化、无害化、资源化”和工业废物“谁污染，谁治理”的治理原则。从1993年在上海召开的第二次全国工业污染防治会议开始，以循环经济理论为指导的清洁生产得到发展，2002年6月我国通过了《中华人民共和国清洁生产促进法》，从而从法制上要求企业从源头削减固废污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，最终在企业生产发生与发展过程中，减轻或者消除对人类健康和环境的危害。近年来，中国已经在三个层次上逐渐展开循环经济的实践探索：在企业层面积极推行清洁生产、在工业集中区创建生态工业园区、在城市和省区开展循环经济试点，取得了初步成效。但总体上看，中国循环经济实践还处于试验阶段。第四节固废过程管理

一、固废过程管理内容固体废物的管理包括产生，贮存，收集，运输，贮存，处理和最终处置的全过程的管理。二、固体废物的收运与贮放1.城市垃圾的收运与贮放1.1城市垃圾的收集在城市垃圾管理中，实行分类贮放是加强有用物质回收、减少垃圾处理量和处理费用、贯彻固废循环经济指导思想的一个重要环节。城市垃圾的分类贮存与收集是复杂的工作，国外有不同的分类方式，即：

可燃垃圾（主要是纸类）和不可燃垃圾分开收集的两类管理方式；按塑料除外的可燃物、塑料、玻璃和陶瓷以及金属（三者作为一类收集）等不燃物分开收集的三类管理方式；塑料除外可燃物、塑料、金属类和玻璃类以及陶瓷（三者作为一类收集）及其他不燃物分开收集的四类管理方式；

塑料除外的可燃物、塑料、玻璃和陶瓷以及金属（三者作为一类收集），其他不可燃物，含重金属的干电池、日光灯管、水银温度计等危险废物作为第五类单独收集的五类管理方式。

我国的垃圾进行混合收集，但社会上设置有传统的废品回收公司（下设各废品收购站）来回收城市垃圾的有用物质，目前，我国在一些城市已经开始试行对垃圾进行分类收集。从我国国情看，城市垃圾可分为五大类：资源垃圾、有机质垃圾、有毒有害垃圾、特殊垃圾及其他垃圾。成本1.2垃圾贮放垃圾产生者或收集者应根据垃圾的数量、特性及环卫主管部门要求，确定贮存方式，选择合适的垃圾贮存容器，规划容器的放置地点和足够的数目。贮存方式大致分为家庭贮存、公共贮存、单位贮存和街道贮存。贮存容器类型繁多，按容积划分，垃圾贮存容器可分为大、中、小三种类型：容积小于0.1m3的容器为小型容器，容积大于1.1m3为大型容器，而介于两者之间的容器，为中型容器；

贮存容器的大小，一般以不超过1～2天的收集量为基准。按材质分，贮存容器还可分为塑料、纸质以及钢制容器两类，垃圾容器应该用耐腐的和不易燃材料制造，塑料、纸质容器一般用于家庭垃圾收集，而钢制容器一般用于公共场合。1.3垃圾清运城市垃圾的收集、贮存、运输以及处理处置费用很高，而该费用中，又以城市垃圾收运环节其耗资最大，操作过程亦最复杂。据统计，垃圾收运费要占整个处理系统费用的60－80％，因此，科学地制定合理的收运计划和提高收运效率对一个城市的垃圾管理意义重大。在这一环节中，需要考虑的内容有，收运方式、收集车辆类型、收集劳力、收集次数和作业时间以及设计收运路线。收运方式可分为移动式清运和固定式清运两种。在垃圾清运中，与垃圾收运方式相关的是收运路线的设计，为了提高垃圾收运水平，不少国家都制定了垃圾车收运线路图。需考虑以下几点：①每个作业日每条路线限制在一个地区，尽可能紧凑，没有断续或重复的线路；②平衡工作量，使每个作业、每条路线的收集和运输时间都合理地大致相等；③收集路线的出发点从车库开始，要考虑交通繁忙和单行街道的因素；④在交通拥挤时间。垃圾收运后，一般放置在中转站或直接运往垃圾处理处置场。在较大的城市，为节约成本，一般需设置垃圾中转站，在中转站中，垃圾进行压缩、破碎或者不经处理，再通过公路、铁路或轮船运输，运往垃圾处理处置场。垃圾转运站根据设计转运能力，可分为大、中、小三个类型，日运转量小于1000吨的为小型中转站，超过5000吨的为大型中转站。中转站的设置也应有合适的位置，一般而言，后续运输距离（运输到垃圾处理处置场）距离在10－50km的，可采用公路运输，超过50km的可采用铁路运输，以利于节约成本。第五节固体废物的处理处置技术

一、固体废物处理方法固体废物处理是指将固体废物转变成适于运输、利用、贮存或最终处置的过程。固体废物处理有物理处理、化学处理、生物处理、热处理、固化处理等方法。（一）物理处理物理处理是通过浓缩或相变化改变固体废物的结构，使之成为便于运输、贮存、利用或处置的形态。物理处理包括压实、破碎、分选、增稠、吸附以及萃取等方法。物理处理常作为回收固体废物中有价物质的重要手段来加以采用。（二）化学处理化学处理是采用化学方法破坏固体废物中的有害成分从而达到无害化，或将其转变成为适于进一步处理、处置的形态。化学处理包括氧化、还原、中和、化学沉淀和化学溶出等方法。（三）生物处理生物处理是利用微生物分解固体废物中可降解的有机物或从残渣中沥取金属等物质，从而使其达到无害化或综合利用。固体废物经过生物处理，在容积、形态、组成等方面，均会发生变化，因而便于运输、贮存、利用和处置。生物处理方法包括好氧处理、厌氧处理和兼性厌氧处理。二、处置固体废物处置是指最终处置。总的来说，固废处理处置有如下主要方法：填埋堆肥焚烧农用热解综合利用等

我国目前的政策取向是：以填埋为主（北京、上海，占85％左右），其次是堆肥和焚烧、固废尤其是城市固废（垃圾）资源化利用刚刚开始，其主要技术方案是焚烧发电和生产复合肥。

第七节我国固体废弃物管理现状我国固体废物处理与处置技术起步较晚，而实际运行中又未能及时形成整套的垃圾收集、贮运、运输、处置的封闭系统，难以满足城乡社会经济发展和人民生活各方面的需要。这主要表现在：群众环境意识差，主管部门管理力度不足，甚至形成管理盲区，卫生状况较差；固体废物收集未经分类，对其回收利用造成困难；基础设施较差，多数固体废物处理与处置中的选址、设计、施工与运行缺乏科学依据；急需高效经济的固体废物处理工艺与设备；垃圾资源化程度很低。现在的垃圾处理数量和规模远远不能适应城市发展的要求，大量露天堆积的垃圾已成为城市的顽症之一。目前，我国城市垃圾的卫生安全率仅为5%左右。绝大部分的城市垃圾清运后被集中或分散堆积，占用大片土地，给大气与水体带来严重的污染。长此以往，居民的生活环境质量下降，城市卫生状况难以保证。例如，北京市三环路以外，有50m2以上的垃圾堆4900多堆，占地近万亩，形成环状垃圾包围圈；南京市城郊由于长期未经处理的垃圾堆而造成的肠道寄生虫感染严重，其中中小学生的感染率高达93%。综观国内外固体废物的无害化、减量化和资源化处理近况，所用方法各目繁多。究竟那些方法经济合理，可在我国大多数的城市普遍推广应用，从而达到基本上解决固体废弃物尤其是城市垃圾出路的目的呢？这应该根据我国具体情况而定。同国外相比：1、现代化程度和工业民用燃料的不同，使我国城市垃圾成分与发达国家的显著差别是经济价值较低，无机成分多与有机成分，不可燃成分多于可燃成分，所以热值较低，可回用废物少；

2、混合收集造成成分复杂，使得处理过程难以获利，处理方案的选择困难。大量的煤灰和炉渣以及厨房有机质垃圾明显的降低了分选机的分选效率。我国的生活垃圾的成分非常复杂，煤灰所占比例较大，市场及厨房有机废弃物约为15～20%，再就是庭院的落叶、尘土等。其中旧纸类、废金属、破布、玻璃瓶等一部分经人拣出卖给了废品公司，收集到的垃圾中已所含不多。而经济发达国家的城市垃圾，仅纸类就占20-45%，厨房垃圾约占25～35%，可燃物多，热值高；

3、城市垃圾产出相对集中，这使得少数城市的废弃物消纳渠道逐渐饱和，处理压力增大，问题相对突出。第二章固体废物的特性第一节废弃物的研究方法一、特性概述固体废弃物特性包括物理特性、化学特性与生物特性等。固体废弃物特性分析，其内容是根据生产实际来确定的。

填埋：分析容重、固体废物中是否含有危险物质，但如果考虑收集填埋气体，则还需分析可降解有机物、难降解有机物以及无机物含量等；

焚烧：有机物与水分含量；

循环利用：各种组分二、

生活垃圾特性研究中需考虑的问题第一，生活水平：生活水平的改变，会影响到居民生活消费方式的变化，如饮食结构、商品供货方式（蔬菜是否是净菜）。水平升，有机成分升。第二，能源结构：如北京居民改燃煤为天然气，使其中的无机成分大为降低第三，人口：固定人口、流动人口。第四，生活习惯，如瑞典的泔脚处理机械不适用于中国第五，气候：如北方用煤高于南方，城市废物中有机成分低于南方。第二节物理特性一、概述组成不同，物理性质也不同。一般用组分、含水率、容重和空隙率四个物理量来表示城市垃圾的物理性质。二、组分通常包括：废品类：废金属、废玻璃、废塑料胶皮、庭院废物、废纤维物、废纸类、砖瓦类。厨介类：饮食废物、蔬菜废物、肉类和肉骨、果皮和果核等。灰土类：主要指粒度小于10mm物质。为满足废弃物回收利用与各种处理处置方法的需要，固体废弃物分析中，还可对可回收物质与不可回收物质的分类，其中不可回收物质还可区分为有机类和无机类，而有机类中，有些国家还将其区分为动、植物残体等可燃可堆肥物质以及木片、皮革骨头等可燃但不可堆肥物质。三、水分影响：垃圾填埋、垃圾堆肥和垃圾焚烧过程的正常进行,且在垃圾分选过程中,垃圾中的水份也将影响到垃圾的筛分和空气分选及物料的输运等。我国固废含水率变化幅度为１１％一５３％（典型值１５％一４０％）。就一个地区而言，固废含水率与食品垃圾的含量有关。据调查,影响垃圾含水率的主要因素是垃圾中动植物含量和无机物含量。当垃圾中动植物含量高、无机物含量低时,垃圾含水率就高;反之含水率低。即垃圾含水率与有机含量成正比。四、容重固体废物的容重是指在自然状态下,单位体积的质量称为垃圾的容重,以kg/m3或T/m3表示。垃圾容重随着垃圾的不同构成,压实程度和生化降解的不同过程,以及清运处理方式的不同而变化。因此垃圾容重又分为自然容重,垃圾车装载容重和填埋容重等。固废容重是选择和设计贮存容器、收运机具大小及计算处理利用构筑物与进料设备数量以及填埋处置场规模等必不可少的参数。

我国城市固废的自然容重为0.53±0.26T/m3,垃圾车装载容重为0.80T/m3左右,垃圾填埋容重为1.0T/m3。一般而言,经济发达,居民生活水平较高的大城市由于垃圾中轻质有机物含量高,容重偏低,约为0.45T/m3,而中小城市,特别是北方城市,由于垃圾中重质无机物(主要为炉灰渣)含量高,容重偏高,约为0.60～0.80T/m3,个别北方中小城市垃圾自然容重甚至达1.0T/m3。五、空隙率空隙率是指垃圾中物料之间空隙的容积占垃圾堆积容积的比例,是垃圾通风能力的表征参数。容重小的垃圾,其空隙率一般较大,空隙率越大,物与物之间的空隙越大,物料的通风断面积也越大,空气的流动阻力相应就越小,越有利于垃圾的通风。因此,空隙率广泛应用于堆肥供氧通风以及焚烧炉内垃圾强制通风的阻力计算和通风机参数的确定。影响空隙率的主要因素是物料尺寸、物料强度和含水率。物料尺寸越小,空隙数就越多,物料结构强度越好,空隙平均容积越大,这都将导致垃圾空隙率的增加。水会占据物料之间的空隙并影响物料的结构强度,导致空隙率减小。第三节化学特性一、概述城市生活垃圾是多种物质的混合物,其化学特性与垃圾的各构成组分的化学性质有着密切的关系。一般人们根据垃圾处理技术方法的要求而确定的表示城市生活垃圾化学性质的特征。参数有挥发分、灰分、元素组成、有机质、固定碳及发热值。城市垃圾的化学性质对选择垃圾加工处理和回收利用工艺十分重要。二、挥发分与灰分挥发分又称挥发性固体含量，它是反映垃圾中有机物含量近似值的指示参数，这一参数对固废有机堆肥、焚烧处理而言十分重要，在进行填埋的场合，它也是估计填埋气产生量和填埋场稳定年限计算的一个重要参考值。

挥发份的测定是以垃圾在６００℃温度下的灼烧减量作为指标。在600℃温度下，固废试样中含有的有机物均被氧化，这样损失的重量也就近似于固废试样中的挥发性固体，未能燃烧也未能挥发的物质即为灰分。三、元素组成元素组成主要指Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｓ、灰分及重金属等的百分含量。测知垃圾化学元素组成可估算垃圾的发热值，以确定垃圾焚烧方法的适用性，亦可用于垃圾堆肥化等好氧处理方法中生化需氧量的估算，固体废气物元素分析，对选择垃圾处理工艺是很必要的。四、发热值单位质量有机垃圾完全燃烧，并使反应产物温度回到参加反应物质的起始温度时能放出的热量，称有机垃圾的发热值。根据燃烧产物中水分存在状态的不同又分为高位发热值与低位发热值。

高位发热值（简称高热值）：是指单位质量垃圾完全燃烧后燃烧产物中的水分冷凝为０℃的液态水时所放出的热量。

低位发热值（简称低热值）是指单位质量垃圾完全燃烧后，燃烧产物中的水分冷却为２０℃的水蒸气时所放出的热量。城市垃圾的发热值对分析燃烧性能，判断能否选用焚烧处理工艺提供重要依据。据有关调查，我国部分城市的固体废弃物发热值根据经验，当城市垃圾的低热值大于约3000－10000kJ／ｋｇ）之间，典型值在4000－7000kJ/kg之间（如表3所示）第四节生物特性城市固体废物的生物特性可从两方面分析：一是城市固体废物本身所含有的各种病原体、微生物、植物虫害、草籽、昆虫和昆虫卵等，在城市固废处理过程中，为避免疾病传播并造成其他的生物性污染，就要求通过适当的处理措施，将其中病原体、草籽、昆虫和昆虫卵有效杀灭，即进行无害化处理处置。二是城市固体废物不同组成进行生物处理的性能，即所谓可生物降解性。其中，可生物降解性是衡量城市固废生物特性的较为重要的一个方面。第三章预处理第一节、概述

固体废物的预处理包括压实、破碎、分选等。它主要是运用物理或化学方法。常常涉及到其中某些目标物质的分离与集中，同时，往往又是从其中回收某种有用成分的过程。这对于许多考虑到资源化和再利用的先进有效的固体废物处理系统而言，都是必不可少的重要组成部分。

填埋：压实，以减少运输量和运输费用，在填埋时可以占据较小的空间或体积；

焚烧和堆肥的废料：要进行破碎处理，破碎成一定粒度的废物颗粒将有利于焚烧的进行，也利于堆肥化的反应速度；

资源回收利用：破碎、分选等处理过程第二节压实一、定义通过向松散的固体物施加外来压力，以缩小其体积，使其变得密实的操作简称为压实(也称压缩)。固体废物大多属于低密度物料，在收集、运输和最终处理的过程中，体积十分庞大，造成了固体废物处理中的困难。

目的：对固体废弃物进行压实处理，可减少固体废物的输运量和处置体积，从而缩减后续处理中的废物所需的贮存空间、降低运输量和运输费用、减少填埋占地。适用：固体废物中适合压实处理的主要是压缩性能大而复原性小的物质，如金属加工出来的金属细丝、金属碎片、冰箱与洗衣机、以及纸箱、纸袋、纤维以等，然而对于一些已经很密实的和半液态的固体废弃物如木头、玻璃、金属、塑料块以及焦油、污泥等不宜作压实处理。固体废物经过压实处理后，体积的减小程度称为压实比，体积的缩小倍数即压实比的倒数为压缩倍数。固体废物的压实比取决于废物的种类和施加的压力。一般城市垃圾经压实后，其压缩比1/3－1/6，压缩倍数为3－6；而若采用将破碎与压实相结合的技术来处理废物，压缩比则可达到1/5－1/10，压缩倍数达到5－10。因此比较经济的方法是先破碎，后用较低的压力压实。固体废物经压实处理后，可以增加容重，从而提高车辆的运输能力。以城市固体废物为例，压实前容重通常在0.1－0.6t/m3，经过压实器或一般压实机械压实后容重可提高到1t/m3左右，如果采用高压压缩，垃圾容重可达1.13－1.38t/m3，体积则可减少为原体积的1/3－1/10，从而可以较大地提高收集容器与运输工具的装载效率。此外，在填埋处置时进行废物压实，可提高填埋场的利用率。无论可燃、不可燃或放射性的固体废物，只要粒子间存在足够的空隙，都可压缩处理。二、压实操作原理

压实设备压实单元与容器单元组成容器单元接受废料，压实单元提供动力，气压或液压水平压实器：垃圾压缩运输车三向垂直式压实器回转式压实器袋式压实器运动压实机三、压实程度的度量为判断压实效果，比较压实技术与压实设备的效率，常用下述指标来表示废物的压实程度。（一）空隙比与空隙率固体废物可设想为各种固体物质颗粒及颗粒之间充满气体空隙共同构成的集合体。由于固体颗粒本身的空隙较大、许多固体物料具有吸收能力和表面吸附能力，因此，废物中的水分主要存在于固体颗粒之中而不是存在于空之中，不占据体积。所以，固体废物的总体积（Vm）就等于包括水分在内的固体颗粒体积（Vs）与空隙体积（Vv）之和。即

Vm

＝Vs＋Vv

则废物的空隙比（ｅ）可定义为：ｅ＝Ｖv／Ｖs

空隙率（ε），可定义为：ε＝Ｖv／Ｖm

空隙比或空隙率越低，则表明压实程度越高，相应的容重越大。值得一题的是，空隙率大小对堆肥化工艺供氧、透气性及焚烧过程物料与空气接触效率也是重要的评价参数。（二）湿密度与干密度忽略空隙中的气体质量，固体废物的总质量（Wh）就等于固体物质质量（Ws）与水分质量（Ww）之和，即：

Wh＝Ws＋Ww

固体废物的湿密度（Dw）即为：

Dw＝Ww/Ｖh

固体废物湿密度干密度（Dd）即可确定为：

Dd＝Ws/Ｖh（三）体积减少百分比

体积减少百分比（R）用下式表示：

R＝[（Vi－Vf）／Ｖi］×１００％式中，Ｒ为体积减少百分比，％；Ｖi为压实前废物的体积，m3；Vf为压实后废物的体积，m3。（四）压缩比与压缩倍数

压缩比（ｒ）可定义为废物压实后的体积与压实前体积的比值，表示为：

r＝Vf／Ｖi

显然，ｒ越小，说明压实效果越好。而压缩倍数(n)是压实前废物体积与压实后体积的比值，是压缩比的倒数，表示为：

n＝Ｖi／Vf

（n≥1）显而易见，ｎ越大，证明压实效果越好。在压缩比与压缩倍数的使用中，工程上更习惯于采用压缩倍数这一参数。五、压实器

压实器可分为固定式和移动式两类。移动式压实器一般安装在垃圾收集车上，接受废物后即施行压缩，再运往处理与处置场所。固定式压实器一般设在废物收集站或中间转运站，以及其他需要压实废物的场合。另外，根据阻力面的不同，压实器可分为固体阻力式和挤压模塑式。前者的阻力面为压缩面对应壁，而后者是使用已形成的模子作为阻力面。（一）水平式压实器该装置具有一个可沿水平方向移动的压实杆。如图所示，先将废物供入供料斗，然后在手动或光电装置控制下，压实器把废物压进一钢制容器，使其致密化。当一个容器完全装满时，压实器的压头完全缩回。装满压实废物的容器上系好起吊钢丝绳，通常还要盖上防水帆布。然后运往处置场倒出其中的废物。这种压实器在城市垃圾的压实处理使用中较为典型。

（二）三向垂直式压实器该压实器适于压实松散的金属类废物，它具有互相垂直的压头，操作时，废物首先被置于容器单元中，而后依次启动压头１、２、３，逐渐使其内废物变形最终达到定型化将固体废物压而成为一密实的块体，压实的体积尺寸可以为２００～１０００ｍｍ之间。（三）回转式压实器该装置的压头绞连在容器的一端，压头借助于液压罐的驱动，将废物压至一定尺寸排出。第二节破碎一、破碎的目的固体废物破碎就是运用机械作用或物理方法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。若再进一步的加工，将小块固体废物颗粒分裂成细粉状，则被称为磨碎。破碎是固体废物处理技术中最常用的预处理工艺。破碎与压实一样，能消除废物中较大空隙，使物料整体密度增加，从而达到缩减废物体积的目的。但是，压实是通过减少废物颗粒间的空隙来达到体积缩减目的地，与颗粒尺寸无关，而破碎，则是通过改变废物的尺寸大小来减少体积。压实效果以压实比来衡量，而破碎效果，则可用破碎比来表征。破碎比是指原废物粒度与破碎产物粒度的比值，破碎比有两种表示方法，即极限破碎比和真实破碎比。极限破碎比是指废物破碎前的最大粒度与破碎后的最大粒度的比值，二、破碎原理破碎方法可分为干式、湿式、半湿式破碎三类。其中，湿式破碎与半湿式破碎在破碎的同时兼有分级分选的处理。干式破碎即通常所说的破碎，是最常用的固体废物破碎方法，干式破碎（以下简称破碎）按所用的外力形式即消耗能量形式的不同，又可分为机械破碎和非机械破碎两种方法。机械破碎是利用工具对固体废物施加机械力而将其破碎的；非机械破碎则是利用电能、热能等对固体废物进行破碎的新方法，如低温破碎、热力破碎，低压破碎或超声波破碎等。目前，被广泛应用的固体废物破碎途径是直接从采矿工业部门借鉴而来的机械破碎方法，主要有挤压、剪切、摩擦、劈裂、冲击、折断等方法，其中前三种是破碎机通常是使用的基本作用。挤压破碎是废物通过在两个坚硬表面之间的挤压而得到破碎的一种机械破碎形式，这两个表面可以都是移动的，或是一个静止、一个移动的；剪切破碎是指对废物进行切开或割裂的一种破碎方法，特别适合于二氧化硅含量低的物料；摩擦破碎是废物被两个硬板夹于中间并通过它们向相反方向来回运动而破碎的方法；冲击破碎可以采用两种形式：重力冲击和动冲击，使物体落到一个硬的表面上，物体在自重作用下而被撞碎即为重力冲击破碎；而当供料碰到一个比它坚硬的快速旋转的物体表面时就产生了动冲击，通过动冲击形式使废物发生的破碎即为动冲击破碎，在动冲击破碎情况下，供料是无支撑的；折断破碎是对具有一定刚性的废物施加外力使其发生弯曲而得到碎裂的又一种破碎形式。固体废物的机械强度特别是废物的硬度，直接影响到破碎方法的选择。在有待破碎的废物（如各种废石和废渣等）中，大多数呈现脆硬性，易于采用劈碎、冲击、挤压破碎；对于柔韧性废物（如废橡胶，废钢铁，废器材等）在常温下用传统的破碎机难以破碎，压力只能使其产生较大的塑性变形而不断裂，这时，宜于利用其低温变脆的性能而采用低温破碎和剪切、冲击破碎相结合的方法进行破碎；而当废物三、破碎机破碎固体废物的常用破碎机有以下类型：颚式破碎机、锤式破碎机、冲击式破碎机、剪切式破碎机、辊式破碎机和球磨机等。鹗式破碎机鹗式破碎机是利用两个鹗板对物料的挤压和弯曲作用，粗碎或中碎各种硬度物料的破碎机械。其结构由固定鹗板和可动鹗板组成，鹗板靠近，物料破碎，鹗板离开物料排出。破碎是间歇进行的常用鹗式破碎机有双肘板和单肘板两种，前者工作时动鹗只作简单的圆弧摆动又称简单摆动鹗式破碎机；后者在圆弧摆动的同时还作上下运动，又称复杂摆动鹗式破碎机鹗式破碎机具有结构简单、坚固、维护方便、高度小，工作可靠等特点，在固体废物破碎中主要用于破碎强度及韧性高、腐蚀性强的废物，例如煤矸石用于沸腾炉燃料

四、低温破碎低温破碎原理：常温下有一些因组分复杂，性质各异而难以破碎的固体废物如汽车轮胎，包覆电线，家用电器等，可以利用其低温变脆的性能而有效地施行破碎，也可利用组成不同的物质，其脆化温度的差异进行选择性破碎，这即是低温冷冻破碎技术。低温破碎通常采用液氮作致冷剂。液氮具有致冷温度低、无毒、无爆炸危险等优点。但制备液氮需耗用大量能源，因此，低温破碎的对象仅限于

常温难破碎的废物而有一定回收价值的物料，如钢丝胶管、汽车轮胎、塑料或橡胶包覆电线电缆、废家用电器等复合制品等。五、半湿式选择性破碎分选（一）半湿式选择性破碎分选原理与设备半湿式选择性破碎分选是利用城市垃圾中各种不同物质的强度和脆性的差异，在一定的均匀湿度下，具有剪切冲击作用的装置将固体废物破碎成不同粒度的碎块，然后通过网眼大小不同的筛网对碎块加以分离回收的过程。该过程在兼有选择性破碎和筛分两种功能的装置中实现，这种装置被称之为半湿式选择性破碎分选机。

六、湿式破碎（一）湿式破碎的原理与设备湿式破碎技术是利用纸类在水力作用下的浆液化特性，基于回收城市垃圾中的大量纸类为目的而发展起来的。是用水力造浆机在浆液中完成废物破碎过程的。（二）特点

1、含纸垃圾呈均质泥浆状，可按流态化处理；

2、不孳生蚊蝇，无恶臭，卫生条件好；

3、无发热、爆炸危险，低噪音、粉尘；

4、脱水后的有机残渣的性质稳定，粒度与含水率变化较小；

5、可应用于纸类、金属材料、矿物、纤维物质的资源回收。第三节分选固体废物分选是是继破碎之后的重要操作工序，目的是将其中可回收利用的或不利于后续处理、处置工艺要求的物料分离出来。废物分选过程是利用个组成成分的不同的物理特性，如粒度、密度、磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性以及表面润湿性的不同而进行的，据此，适用于废物处理的分选技术可分为以下几种：筛分、重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、摩擦与弹性分选、浮选等。分选操作可从混杂的固体废物中，分离出可回收利用的或对后序处理处置工序不利的物料。分选效率的高低直接影响到回收物质的价值和后序单元操作的正常运行。例如，废物料在堆肥前经分选除去系统中的非堆肥物质（如石子、塑料、金属等），可大大提高最终产品质量，也可免去许多不必要的麻烦，如效率下降、机械磨损、堵塞等。（二）重介质分选（HeavyMediaSeparator）重介质分选，又称浮沉法，主要适用于几种固体的密度差别较小及难以用跳汰法等其他分离技术分选的场合。重介质是指密度大于水的介质。重介质分选就是在重介质流体中固体废物颗粒群按密度分开的方法。有三种不同的方法可以达到达到改变流体密度的目的：重液、重悬浮液、向上流动的液体。重液是一些可溶性高密度的盐溶液（如CaCL2，ZnCL2等）或高密度的有机液体（如CCL4，CHCL3，CHBr3，四溴乙烷等）。四溴乙烷与丙酮的混合液比重约为2.4g/㎝3，可将铝从较重的物料中分离出来。重液作介质的主要问题是不能根据需要迅速改变其密度，而且成本较高，损失较大。重悬浮液是在水中添加高密度的固体颗粒而构成的固液两相分散体系，其密度可随固体颗粒的种类和含量而变。高密度的固体颗粒起着加大介质密度的作用，故称为加重质。常用的加重质有硅铁、磁铁矿、黏土、重晶石等。重悬浮液配制密度一般为1.25-3.4g/㎝3，例如硅铁与水按85：15的比例混合，再加入一些表面活性剂，比重可达到3.0以上。这种方法存在悬浮液的回收与保存问题，回收的物料表面上会附有悬浮液，往往需要一额外的冲刷步骤，还需处理废水。第三种方法则是利用上升水流的有效密度增加，常为1.1-2.0g/㎝3来进行分选的。该法已用来从风选器中排出的物料中，将较重的有机物（皮革、塑料、纺织物等），从金属和玻璃中分离出来。（三）跳汰分选跳汰分选是一个典型的从采矿工业部门借鉴而来的运行单元，它是在垂直脉冲介质中颗粒群反复交

替的膨胀收缩，按密度分选固体废物的一种方法。从动力而言，跳汰分选区别于其他的装置。通常使用水为介质，称为水力跳汰分选。供料在水介质中受到由柱塞（隔膜、空气或其他构件）所产生的脉冲力作用。于是，整个筛面上的物料层不断地被冲起又落下。颗粒之间频繁接触，逐渐形成一按密度分层的床面。一个脉冲循环中包括这样两个过程：床面先是浮起，然后被压紧。在浮起状态，轻颗粒加速较快，运动到床面物上面；在压紧状态重颗粒比轻颗粒加速快，钻入床面物的下层中。已经证实，在这样的周期性的脉冲水流中进行的分选要优于在一股稳定的上升流中进行的分选，其原因就在于，前者更为直接的利用了密度这一分离特征，而将颗粒尺寸的影响降至了最小。也即水面振动使颗粒之间的密度差异表现的更为明显了。

分层后，密度大的重颗粒群集中于底层，其中小而重的颗粒会透筛成为筛下重产物，密度小的轻物料群进入上层，被水平水流带到机外成为轻产物。随着固体废物的不断给入和轻、重而小、重而大三股产物六的不断排出，形成连续不断地分选过程。按推动水流运动方式的不同，跳汰分选机有柱塞式跳汰机，隔膜跳汰机和活塞跳汰机三种。其中的无活塞跳汰机是采用压缩空气推动水流（如图所示）。跳汰分选主要用于混合金属的分离与回收。尽管在此过程中水的消耗量并不大，但所排放的跳汰用水仍需认真对待，加以处理。

（六）静电分离法静电分离法是依据垃圾中各成分含水量的不同利用高压电极予以分离的方法。三、磁力分选磁力分选有两种类型，一类是通常意义上的磁选，它主要应用于供料中磁性杂质的提纯，净化以及磁性物料的精选。前者是清除杂铁物质以保护后续设备免遭损坏，产品为非磁性物料，而后者用于铁磁矿石的精选和从城市垃圾中回收铁磁性黑色金属。另一类是七十年代发展起来的涡流分选法，可应用于城市垃圾焚烧厂焚烧灰以及堆肥厂产品中铝、铜、铁、锌等金属的提取与回收。（一）磁选

1、磁选原理第四章

固体废弃物的堆肥化处理

第一节

堆肥概述一、堆肥化定义堆肥化（Composting）是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，在一定的条件和参数（如温度、水分等）下，有控制地促进可生物降解的有机物向很稳定的腐殖质转化的生物化学过程。该定义可从三个方面去理解：首先，强调作为堆肥化的原料是来自生物的固体废物；再则，这一过程是在人工控制条件下进行，即是采取有效措施促进生物分解，说明它不同于卫生填埋、废物的自然腐烂与腐化等形式的分解；第三，强调这一过程属于“生物稳定”作用，说明了堆肥化的实质是生物化学过程，所谓稳定化与无害化是相对而言的，即指堆肥产品对环境无害，并不是废物达到完全稳定。废物经过堆肥化处理，体积一般只有原体积的50~70%，制得的成品叫做堆肥。它是一类棕色的、泥炭般的腐殖质含量很高的疏松物质，故也称为“腐殖土”。二、堆肥化历史和发展很早以前人们就懂得用秸杆、落叶草类和粪便堆积发酵制作肥料。属于简易“露天堆积法”。进入本世纪20年代，印度的A.Howard把树叶、尘土、动物粪便等堆积成1.5m高的堆垛，此法称为印多尔法（IndoreProcess）；以后，又进一步改良成将废物与粪便多层交互重叠堆积4~6个月的班卡洛（Bangalore）法，除此之外，还有范维朗（Vanvuron）法等。

1922年发明的贝卡利（Beccari）法是一种封闭系统，先将固体有机物厌氧发酵，然后供入空气进行好氧发酵。改良后的维尔德利尔（Verdlier）法，使厌氧发酵的渗出液循环，再充分供给空气，以促进物料早期熟化。该方法在法国南部得到推广应用。其后丹麦出现了丹诺（Dano）法，它是采用机械连续生产好氧堆肥系统，与此同时，荷兰成功的研究出了维拉夫劳尔·马察比（Vuilafroer·Mautschappij）法。随后，埃伟森（Eweson）的一个类似方法在美国取得专利。近年来在一些发达国家，机械化的堆肥化工厂相继出现，堆肥化已成为城市垃圾、生活下水污泥、农林牧废物及人畜粪便的资源化途径之一。我国堆肥化历史悠久，但长期使用露天堆积法，技术落后。随着各种可以用作堆肥的废物量与日俱增，我国一些城市在堆肥化技术的研究和应用方面已经开展了一些工作，无锡、天津、北京、上海等地相继建立了规模不等的堆肥厂。三、堆肥原料任何可生物降解的有机物如生活垃圾、有机污泥、人和禽畜粪便以及农林废物等，只要它们含有堆肥微生物所需要的各种基质----碳水化合物、脂类、蛋白质等，都可作为堆肥原料。一般有机物越简单越易被微生物所摄取，堆肥过程进行得越快。在生活垃圾中含有许多不可堆肥的物质，需要经过预处理，适当分选排除后，才能作为堆肥原料。除非利用一些预处理工艺首先将其分解或分离。

第二节堆肥过程原理一、堆肥过程中的生物化学好氧堆肥基本原理示意图堆肥有机物（含C、H、O、N、S、Cl）,氧合微生物细胞物质（微生物繁殖）能量CO2、H2O、NH3、PO43－、SO42－合成同化作用氧化分解异化作用＋排入环境释放转化为热二、堆肥化原理根据堆肥化过程中氧气的供应情况可以把堆肥化过程分成好氧堆肥和厌氧堆肥两种。（一）好氧堆肥原理好氧堆肥是在氧气充足的条件下借助好氧微生物的生命活动降解有机物的过程。好氧堆肥系统温度一般为50～65℃最高可达80～90℃，故也称为高温好氧堆肥方法。有机废物好氧堆肥化过程实际上就是基质的微生物发酵过程，可用下式表示：

[C、H、O、N、S、P]+O2CO2+NO3-+SO42-+简单有机物+更多的微生物+热量堆肥化的主要微生物主要是细菌与真菌细菌：属于原核生物，堆肥过程中种类数量最多，比表面积大，难降解有机物容易进入细胞内并进行降解，细菌含水量约为80％，适应pH值范围6～9真菌：真核有机营养型微生物，可有一个或多个细胞核，分为霉菌与酵母菌。真菌能在低水分条件下生长，能从高渗透压水中提取水分，适应pH值范围为2～9有机物的好氧分解机理微生物降解有机物，是在酶的作用下，对有机物进行一系列分解代谢（氧化还原过程）与合成代谢（生物合成过程），分解代谢将部分被吸收的有机物氧化为简单的无机物，并放出微生物生长、活动所需要的能量，另一部分有机物则转化合成新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多的生物体。好氧堆肥化过程好氧堆肥化从废物堆积，到腐熟，经历以下几个阶段：潜伏阶段（驯化阶段）中温阶段（产热阶段）高温阶段熟化阶段整个过程类似于微生物的增殖过程堆肥化过程中温度变化图潜伏阶段与中温阶段潜伏阶段：是指堆肥化开始时微生物适应新环境的过程，即驯化过程；中温阶段：微生物繁殖旺盛并释放出来能量不断提高堆肥温度的发热阶段。有机物如蛋白质、淀粉类以及简单的糖类迅速分解，产生大量热量微生物以中温好氧菌为主，常见有细菌核丝状真菌；微生物处于加速增长期？高温阶段高温阶段：堆肥温度达到50℃以上，即进入高温阶段；主要时半纤维素、纤维素等开始强烈分解，并开始腐殖质形成过程，出现能溶解于弱碱的黑色物质微生物中嗜热性微生物逐渐取代嗜温性微生物，高温微生物的活动占主体，常见微生物有好热真菌和放线菌等，其中放线菌占主体。温度上升到60℃以上，好热丝状真菌几乎停止活动，好热放线菌与芽孢杆菌占优势；70℃以上，微生物大量死亡或进入休眠状态，但由于初期死亡微生物的酶的作用，有机物的降解仍将持续一段时间。在该阶段好热微生物经过对数增长期、减速增长期和内源呼吸期经过以上阶段，有机物降解并形成腐殖质该阶段主要的有机物降解是纤维素和木质素的降解熟化阶段熟化阶段：堆肥中有机物主要是难降解有机物和类腐殖质物质主要表现是：微生物活性下降，发热量减少，温度下降嗜温性微生物又占优势，对残余较难分解有机物进行进一步分解，腐殖质不断增多且稳定化；腐熟阶段需氧量减少，温度下降至40℃以下，硝化细菌开始增殖，因此氨氮转化为硝酸盐氮。三、堆肥化的影响因素分析因为微生物是堆肥的主体，因此，那些能最大程度的提高微生物活性的环境条件能使堆肥速率达到最高。微生物活性受氧气含量、供料颗粒尺寸、营养水平与平衡（用C/N比来表示）、含水率、温度和PH值的影响。这些因子的任何变化都是相互依赖的。一个参数的变化经常会带来其他参数的相应变化。这些因子及其相互关系简要的讨论如下：（一）氧气含量通常地，对堆肥过程很重要的微生物在降解堆肥供料中的有机物时需要氧气。若无充足的氧气，如当料堆中空气的氧浓度降至5-15%以下时，这些微生物会消失，厌氧细菌会代替它们而占优势。为了促

进好氧微生物的活动，堆肥物料中必须存有空间，其间充满空气。氧气可由混合或翻堆提供，或者使用强制供氧系统。堆层中氧的浓度和耗氧速率能表征微生物活动的强弱和有机物的分解程度，而过程中的好氧速率是不断变化的。许多研究表明，不同组分与性质的堆肥，其耗氧速度差异很大，对供氧的要求也不同。

堆肥中需要供入的氧气量决定于：

过程所处阶段：堆肥最初阶段通常需要供氧，而在成熟阶段通常不再需要供氧；

供料类型：有机物含量高、密度大及含氮充足的物料（如修剪下来的草）将需要更多的氧气；供料大小：小颗粒供料会很密实，物料间空隙变小，阻止氧气的自由移动。因此，供料不应在处理破碎得过小；

供料含水率：高含水率的物料（如食物碎屑，花园修剪物，污水污泥等）会需要更多的氧气。然而必须注意的是，不要供入太多的氧气，否则会使料堆变干，阻止堆肥过程的正常进行。（二）C/N比

理想的C/N比在30：1左右。随着堆肥化过程的发展，C/N比逐步降至10~20：1，这是因为有机物被微生物消耗，2/3的C变成CO2释放，只有1/3的C与N合成细胞物质，并在微生物死后被进一步释放。不同原料C/N比差异较大。有些原料的C/N比要进行相应的调整以有利于堆肥过程。

调整C/N比的方法是加入人粪尿、畜粪以及城市污泥等。（三）营养水平与平衡：堆料的适宜的有机物含量为20-80%。有机物含量过低，不能提供足够的热能，难以维持高温发酵过程；有机物含量过高时，堆肥过程要求大量供氧，常因设备供氧不足而存有厌氧区。微生物的基本营养包括：C、N、P、K等，它们的需要量相对较大。堆肥有机物也需要微量营养以促进营养物以适当的形式被微生物所消纳。主要的微量营养包括硼、钙、氯、钴、铜、铁、镁、锰、钼、硒、钠、锌。虽然这些营养对生命是基本的，但若含量过高则又会对堆肥微生物产生毒害作用。即使这些营养物质含量充足，它们的化学形式也会使其对一些或全部的微生物是不能利用的。（四）pH值细菌的最适PH值范围在6~7.5之间，真菌的生存PH值范围要比细菌的宽，一般在5.5~8之间。若PH值低于6，微生物尤其是细菌，将趋于死亡而使降解慢下来。若PH值高于9，氮将被转化为NH3，对生物而言，不可能再加以利用，这同样减缓了降解过程。正如温度一样，在堆肥过程中，PH值的变化也是一连续曲线。（五）温度最有效的堆温在45~59℃之间。若温度低于20℃，微生物不再增殖，降解很慢；若温度高于59。C，一些微生物受抑，死亡，种类变少，导致降解速率很低。（六）颗粒尺寸进入堆肥过程的供料尺寸有可能变化很大。而微生物通常在有机颗粒的表面活动，通常堆肥供料被粉碎的越小，物料混合更为均匀，也就意味着越多的颗粒表面在堆肥初期暴露于直接的微生物降解作用之下，堆肥速率越大。同时还改善料堆绝热性能，有助于维持最佳温度范围。然而，若颗粒太细，会造成物料太过密实，从而阻碍堆层中空气的流动，减少堆层中可利用的氧气量。（七）含水率料堆中的含水率与其他一些参数相互关联，包括供料的含水率、供料中微生物的活性、氧气含量、温度和堆肥物质的结构强度。

水是在堆料中运输物质的关键组分，可使营养物以物理的或化学的方式与微生物接触反应。当含水率太低（<30%）时营养物难以存在于液相介质中，不易被微生物所摄取，将影响其生命活动，可添加污水、污泥、人畜粪尿等；太高（>60%）则会导致厌氧分解并产生臭气以及营养物质的沥出。这时，可加强翻堆或混合松散剂。不同的有机废物的含水率相差很大，通常要把不同种类的堆肥物质混合在一起。

堆肥过程对以上各影响因素，特别是耗氧速率、水分和有机物含量三项理论参数的控制特别重要。

三

堆肥工艺流程前处理前处理的原因由于生活垃圾中会含有粗大垃圾及不可堆肥化物质，这些物质将影响垃圾处理机械的正常运行，并降低发酵仓容积的有效使用，使堆温难以达到无害化要求，影响堆肥产品的质量以人蓄粪便和污水污泥作为主要原料时，由于含水率太高，C/N不适宜，将影响堆肥化的进程前处理主要包括分选破碎、调整含水率与C/N，有时需要添加菌种或酶制剂调整水分与C/N比方法添加调理剂和膨胀剂调理剂：是指加进堆肥化物料中干的有机物，借以减少单位体积重量并增加与空气的接触面积，以利于好氧发酵，也可以增加物料中的有机物数量；理想的调理剂是干燥的、较轻且易分解的物料，如木屑、稻壳、秸秆、树叶等膨胀剂是指有机或无机的三维固体颗粒，加入堆肥物料后有助于提高孔隙率，提高空气的分散度，从而促进降解过程的进行；目前普遍使用的膨胀剂有木屑、花生壳、轮胎破碎物以及特殊的岩石等主发酵主发酵是堆肥化过程中微生物过程最强烈的一个过程。一般在发酵仓内进行，也可在露天进行进行微生物过程是微生物代谢分解有机物同时增殖；变化的过程是温度的逐渐上升然后逐渐下降，主要微生物的种类与数量的变化主发酵期：温度开始上升，到开始降低为止的阶段，时间为4～12d后发酵后发酵：为了调整堆肥产品的质量，对主发酵半成品进行的发酵；通常在专设仓内进行，堆层高度1～2m，敞开式发酵在该阶段，主发酵阶段尚未完全分解及较难分解的有机物在该阶段全部分解，变成腐殖质、氨基酸等比较稳定的有机物，得到完全成熟的堆肥产品时间为20～30d后处理后处理的主要作用是对堆肥化产物进行分选、破碎，去除其中的没有完全降解的塑料、玻璃、金属、小石块等，得到粒度比较均匀的堆肥产品采用的主要分选设备如振动筛、磁选、风选等也可以根据产品和营养要求，配比N、P、K等，生产复合肥脱臭好氧堆肥过程以好氧为主，不可避免由于传质等问题，部分区域处于厌氧状态，因此会产生氨、硫化氢、甲硫醇等恶臭物质，因此需要进行脱臭主要采用生物脱臭，也可采用化学脱臭；生物脱臭主要采用熟化堆肥产品作为填料，利用其中的微生物，在好氧状态下降解恶臭气体四、堆肥的理化性质和效用（一）发酵周期

发酵周期是指垃圾经好氧发酵成为稳定无害的堆肥产品所需要的时间。堆肥发酵周期是评价堆肥工艺好坏的一个重要标准。碳氮比，通风量，温度，水分等是否处于最佳值都直接影响到发酵周期的长短。传统的静态堆肥法发酵周期为2~3个月，有时甚至长达半年。而目前一些高效快速动态堆肥技术，可使堆肥发酵中期控制在7d以内，有的一次发酵时间仅需2~3d。（二）堆肥的理化特性堆肥是一种类腐殖质的土壤调节剂，营养水平较低。由于供料来源的多样性，使得致病菌在堆肥产品中仍可能存活，而且还可能含有重金属和其他的未知污染物。堆肥的成分和养分、杂质、阳离子交换量、稳定性以及卫生学性质等理化特性直接关系到堆肥的农业利用。

1、堆肥的成分和养分

(1)含水率堆肥本身都具有较高的含水率，含水率越高，表明其持水能力越强。国内外城市垃圾堆肥的持水能力为每100g干物质可持水85~120g。

(2)

pH值和全盐含量堆肥的pH值宜中性偏碱。国外堆肥的pH额定值范围7~8.5非常接近。

(3)全碳含量堆肥的全碳反映堆肥中有机物的含量。堆肥中有机物含量越高，持水性和吸附铵离子的能力越强。

(4)养分含量堆肥的养分主要指氮、磷、钾3种元素，

此外还包括一部分微量元素。国内堆肥氮、磷、钾3种养分的含量有的低于国外堆肥的额定值。但我国土壤中P、K含量很不足，施用堆肥可以在一定程度上加以弥补。另外，国内堆肥含有的Ca2+、Mg2+、Mn2+、Na+、B3+等都是植物生长所需元素。

(5)

重金属含量国内堆肥中汞含量接近国外的允许值：1~4×10-6。镉、铬、铅的含量均低于国外的额定值范围，可以认为是比较安全的。只有砷的含量约为国外允许值的2倍，应予重视。

2、堆肥中的杂质堆肥中的杂质包括玻璃、塑料、铁类以及其他金属类物质。杂质不单对土壤和植物有害，当其颗粒较大和数量较多时，还会影响堆肥质量，例如妨碍堆肥的外观，降低堆肥的密度与有机养分的含量。堆肥中的杂质粒度的额定范围国内外不同：国外标准是最大颗粒直径超过11.2mm的最高允许含量为堆肥干物质的3%，玻璃杂质的最大直径超过6.3mm的不超过0.5%，我国对各种杂质的粒度规定为≤5mm。

3、堆肥的阳离子交换量堆肥和土壤都具有交换阳离子的能力。

4、堆肥的腐熟度

腐熟度是国际上公认的衡量堆肥反应进行程度的一个概念性参数。它在经济上直接影响设备容量的利用率、投入的劳动量、消耗的能量以及维修费用等。堆肥的稳定性还关系到农业中堆肥的评价指标。其基本含义为：（1）通过微生物的作用，堆肥的产品要达到稳定化、无害化，亦即对环境无不良影响；（2）堆肥产品的使用不影响作物的成长和土壤耕作能力。测定堆肥腐熟度对于堆肥工艺的研究、堆肥设计、肥效评价、堆肥的质量管理各方面都是重要的。

关于堆肥腐熟度的定性定量判定方法有很多，下面简单介绍几种：

(1)根据外观和气味评价堆肥的稳定性在堆肥化过程中，物料的色度和气味的变化反映出微生物的活跃程度。对于一个正常的堆肥过程来说，堆肥物料应是由开始的淡灰逐渐转变成棕色或暗灰色，由最初的刺鼻性气味转变成略具霉臭的土壤味（放线菌的特征），无明