第五章-固体废物的堆肥化处理教学讲义课件

第五章-固体废物的堆肥化处理第五章 城市固体废物的堆肥化技术2第一节 堆肥化的概念一.堆肥化及堆肥的概念堆肥化(Composting)堆肥化是依靠自然界中广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生物，人为可控制地促进可生物降解的固体有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程称为堆肥化。堆肥(Compost)堆肥化的产物称为堆肥，是一种深褐色、质地疏松、有泥土气味的物质，类似于腐殖质土壤，故也称“腐殖土”；是一种具有一定肥效的土壤改良剂和调节剂。第五章 城市固体废物的堆肥化技术3二. 堆肥的作用改善土壤的物理性能有助于保持土壤养分，提高保肥能力能够抑制活性铝和磷酸盐结合的有害作用;使稳定状态变为易分解状态；能够促进有机物的分解，促进氮肥和其它养分的供应；对作

物有害的铜、氯、镉等重金属也可与腐殖质反应而降低其危害程度，有利于植物生长。腐殖质有缓冲作用堆肥是缓效性肥料腐殖化的有机物具有调节植物生长的作用，有助于根系的发育和伸长，有利于扩大根部范围。将富有微生物的堆肥施于土壤中可增加土壤中的微生物量，微生物分泌的各种有效成分能直接或间接地被植物根系吸收，而起到有益作用。456第五章 城市固体废物的堆肥化技术高温阶段当堆料温度达到45℃以上时，即进入高温阶段。在这个阶段，嗜温性微生物受到抑制甚至死亡，嗜热性微生物逐渐代替嗜温性微生物继续分解转化堆肥中残留的和新形成的可溶性有机物质；复杂的有机化合物，如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始被强烈分解。在高温阶段，不同的嗜热性微生物的最适宜温度是不同的，在温度上升的过程中，嗜热性微生物种群是互相接替的。通常在50℃左右活动的微生物主要是嗜热性真菌和放线菌；当温度上升到60℃时，真菌几乎完全停止活动，仅有嗜热性放线菌等在活动；当温度升到70℃以上时，对大多数嗜热性微生物已不适宜，大量死亡或进入休眠状态。降温阶段降温阶段又称腐熟阶段。在内源呼吸后期，堆肥中只剩下较难分解及难分解的有机物和新形成的腐殖质，此时微生物活性下降，发热量减少，温度开始下降。在此阶段嗜温性微生物又占优势，对残余较难分解的有机物作进一步分解，腐殖质不断增多且达到稳定化，堆肥化进入腐熟阶段。降温后，需氧量大大减少，含水率也降低，堆肥物的孔隙增大，氧扩散能力增强，这时只需自然通风。7第五章 城市固体废物的堆肥化技术8四.好氧堆肥化工艺原料预处理主要包括原料的分选、破碎、筛分、含水率和碳氮比的调整，以及添加菌种和酶原料主发酵是微生物进行有机物分解，实现垃圾无害化的初级阶段原料后发酵是进行垃圾无害化处理后的进一步腐熟阶段，称为熟堆肥化阶段后处理后处理包括去除杂质和进行必要的破碎处理脱臭贮藏第五章 城市固体废物的堆肥化技术9五.影响好氧堆肥的因素通风供氧通风是满足微生物氧化分解有机物需要的主要方式。通风量主要取决于有机物含量、挥发度、可降解系数等，还与微生物活动的强烈程度、有机物的分解速度以及堆肥化物料的粒度密切相关。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之间的温度。微生物的生长和对氧的要求均在含水率为50－60%时达到峰值，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，而且营养物质容易被淋溶流失；水分太低则不利于微生物的生长需要，有机物也难以分解，当水分低于12%时，微生物的生长繁殖就会停止。有机质和营养物的含量堆肥原料中适宜的有机质含量为20－80%。有机质含量过低，不能提供足够的热能，影响嗜热菌的繁殖，难以维持高温发酵过程，从而影响发酵产品的质量；有机质含量过高，会造成通风困难，供氧不足，导致局部出现厌氧发酵过程。微生物生长繁殖所需的大量营养物主要有碳、磷、钾；需要的微量元素有钙、铜、锰、镁等。第五章 城市固体废物的堆肥化技术104.温度一般来说，温度过低不利于堆肥化过程的进行，反应速度慢，堆肥达不到无害化的要求；嗜热菌生长繁殖的最适宜温度为50℃～60℃，此时堆肥最有效，反应速度快，并且还可以杀灭虫卵、病原菌、寄生虫等，堆肥达到无害化要求，因此一般采用高温堆肥；但温度过高也不利，温度超过70℃时，放线菌等有益细菌被杀死。5.pH适宜的pH可以使微生物有效地发挥作用，pH太高或太低都会影响堆肥化效率，一般认为pH在7.5～8.5之间。在好氧堆肥化初期，

pH一般可下降到5～6，然后又上升，发酵完成前可达到8.5～9.0，最终产品达到7.0～8.0。6.碳氮比（C/N）堆肥化过程中，碳作为微生物的能源在代谢过程中大部分被氧化成CO2释放，少部分被微生物吸收变为细胞膜；氮主要用于原生质的合成。C/N小，分解快，堆肥周期短；C/N大，降解速度较慢，堆肥化周期长，所以氮素养料的不足会使微生物生命活动减弱。第五章 城市固体废物的堆肥化技术11碳磷比（C/P）磷也是影响微生物生长繁殖的重要的因素之一。一般堆肥化的

C/P宜调节在75－150。颗粒度堆肥化所需的氧气是通过堆肥原料颗粒之间的空隙供给，而空隙率及空隙的大小主要取决于颗粒的大小及结构强度。但颗粒的粒径不能太小，以保持一定程度的空隙率和透气性，便于通风供氧，粒径一般以12～60mm为宜。六.堆肥的腐熟度堆肥的腐熟度是国际上公认的评价堆肥产品稳定程度的一个参数，它包括两层含义：一是堆肥产品要达到稳定化、无害化，不对环境产生不良影响；二是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。第五章 城市固体废物的堆肥化技术第三节 厌氧堆肥化一.厌氧堆肥化过程厌氧堆肥化是在无氧条件下，利用厌氧微生物的生物转化作用将废物中可生物降解的有机物分解为稳定的无毒无害的物质，并同时获得沼气的处理方法。在厌氧堆肥化的发酵初期，产酸菌将有机物分解为有机酸、醇、CO2、NH3、H2S等，使有机酸大量积累，pH下降；在发酵后期，由于产生的氨的中和作用，pH逐渐上升，产甲烷菌开始将产生的有机酸和醇等分解，产生甲烷和CO2。随着产甲烷菌的繁殖，有机酸被迅速分解，pH迅速上升。整个厌氧发酵可分成三个阶段，即液化阶段、产酸阶段和产甲烷阶段（如图）。有机质（碳水化合物、蛋白质、脂肪）发酵性细菌糖类

氨基酸脂肪酸、甘油产氢产乙酸菌挥发酚、醇类、中性化合物、2

2H、CO等产甲烷细菌CH4、H2、N2、CO2、CO、

H2S等液化阶段产酸阶段产甲烷阶段12第五章 城市固体废物的堆肥化技术二.厌氧堆肥化过程中有机物的分解代谢（一）碳水化合物的分解代谢纤维素的分解代谢纤维素酶把纤维素水解成葡萄糖，反应式为：（C6H10O5）（纤维素）＋nH2O→nC6H12O6（葡萄糖）葡萄糖在细菌的作用下继续分解成丁酸、乙酸，最后生成甲烷和二氧化碳等气体。总的产气过程可表达如下：C6H12O6→3CH4＋3CO2糖类的分解代谢先由多糖分解为单糖，然后是葡萄糖的分解过程。（二）类脂化合物的分解代谢类脂化合物的主要水解产物是脂肪酸和甘油。然后甘油转变为磷酸甘油脂，进而生成丙酮。在产甲烷菌的作用下丙酮被分解为乙酸，然后分解为甲烷和二氧化碳。（三）蛋白质类化合物的分解代谢蛋白质类化合先水解为多肽和氨基酸，其中部分氨基酸继续水解为硫醇、胺、苯酚、硫化氢和氮；另一部分分解为有机酸、醇等其它化合物，最后生成甲烷和二氧化碳。13第五章 城市固体废物的堆肥化技术14三. 厌氧堆肥化分类及工艺类型按照堆肥化温度，将厌氧堆肥化工艺分为常温堆肥化、中温堆肥化和高温堆肥化。按照堆肥化方式的不同，可将厌氧堆肥化工艺分为两相堆肥化和混合堆肥化。四.影响厌氧堆肥化的因素厌氧环境温度pH搅拌营养物添加剂有毒物质第五章 城市固体废物的堆肥化技术15思考与练习1．名词解释堆肥化

堆肥堆肥的腐熟度2．简答题（1）简述堆肥的主要作用。（2）简述堆肥化原料的基本要求。（3）简述好氧堆肥化的原理。（4）简述厌氧堆肥化的过程。（5）简述影响厌氧堆肥化过程的因素。3．论述题（1）试述好氧堆肥化过程及其微生物作用。（2）试述影响好氧堆肥化的因素。造成我国城市固体废物环境污染问题的原因是什么？你对解决这些问题有什么建议？16常用中成药17张雪亮中国中医科学院常用中成药18“汤者荡也”、“丸者缓也”。中成药的剂型种类很多，常用的传统剂型有丸、散、膏、丹、酒、露、锭等，现代剂型有片剂、针剂、冲剂、糖浆、胶囊、橡皮膏等。中成药：对证又对病，效果才会好感冒药风寒感冒：恶寒重，发热或轻或重，无汗，头痛身

痛，咳嗽，鼻塞流清涕。口不渴。舌苔薄白，脉浮

紧。应该解表发汗、疏风散寒。选用风寒感冒冲剂、荆防颗粒（冲剂）、感冒清热颗粒、正柴胡饮冲剂、桂枝合剂等等。风热感冒：发热重，微恶风，有汗，咳嗽，痰粘稠

或色黄，咽干，口渴欲饮，鼻塞流黄涕。舌边尖红，苔薄黄，脉浮数。应疏风清热、解毒、利咽。选用

风热感冒冲剂、银翘解毒丸（片）、柴胡口服液、

桑菊银翘散；咳嗽较重者，桑菊感冒片；热象较重

者，柴胡口服液、银柴颗粒等；热再重称毒，清热解毒，板蓝根颗粒、双黄连口服液等。19感冒药20气虚感冒：平素气虚，反复感冒，多为风

寒，除感冒症状外，伴有气短乏力、苔白、脉弱。疏风散寒参苏丸，平时可用玉屏风散。夏天感冒：多为暑湿感冒，胃肠型感冒。可见恶心呕吐、腹泻、腹痛，恶寒发热，头痛头晕，舌淡苔腻，脉濡。解表化湿，理气和中。藿香正气水、十滴水等。咳嗽类21风寒：咳嗽，痰稀白，恶寒，头痛或鼻塞流涕，苔薄白，脉浮或浮数。解表散寒，宣肺止咳，通宣理肺丸等。风热：咳嗽，胸闷，痰白粘或黄粘，口渴欲饮水，苔黄，脉浮数。清肺，润肺，止咳化痰，平喘，川贝清肺糖浆、止咳定喘口服液等。咳嗽类22燥咳：干咳，咽干，痰少不易咳出，苔薄

白少津，脉细弦数。清肺润燥，化痰止咳，生津利咽，二母宁嗽丸、秋梨润肺膏等。阴虚咳嗽：咳嗽日久，痰少咳吐不爽，痰

粘或夹血丝，咽干口燥，手足心热。舌红

少苔，脉细数。养阴润肺，化痰止咳，养

阴清肺膏、百合固金丸、川贝清肺糖浆等。伤食231、饮食伤胃：胃脘胀满，食欲不振，口臭，呃逆，吞酸。苔白厚，脉数。开胃消食：大山楂丸；或健胃消食，加味保和丸。2、脾虚食滞：腹部胀满，食欲不振，恶心呕吐，消瘦倦怠，大便溏泻。苔白，脉细。健脾和胃，顺气化湿，木香顺气丸、香砂枳术丸。胃脘痛1、寒邪犯胃：外受寒邪，胃脘暴痛，喜暖畏凉，得温痛减，遇寒加重，口不渴，喜热饮。苔薄白，脉紧。外寒者，解表祛风，健脾和胃的神曲茶；内寒者，

温胃止痛的温胃舒胶囊。2、饮食停滞：胃痛，胀满，吞酸或吐不消化的食物，吐食或排气后胃痛减轻，或大便不爽。苔厚腻，脉

滑。消食开胃，大山楂丸、加味保和丸；有脾虚者，健脾和胃，消积导滞的六味能消丸。3、肝气犯胃：胃脘胀痛，胁部不舒，嗳气，大便不爽，常因情绪因素发作或加重。苔薄白，脉沉弦。疏肝和胃的加味左金丸、气滞胃痛冲剂；若胃痛胃酸偏多，可选胃得安片；气胀明显，选具有理气消胀功能的胃苏冲剂。24胃脘痛254、瘀血停滞：胃痛，痛有定处而拒按，或有针刺感，食后痛加重，或见吐血，黑色大便。舌质暗，有瘀斑。可选有活血化瘀功能的摩

罗丹、胃气痛片等。5、胃阴亏虚：胃痛隐隐，口燥咽干，大便干结。舌红少津，脉细数。滋阴养胃的养胃舒胶囊。6、肝胃郁热：胃脘灼痛，痛势急迫，烦躁易怒，吐酸嘈杂，口干口苦。舌红苔黄，脉弦。泻火舒肝，和胃的佐金片等。泄泻261、湿热泄泻：泄泻腹痛，泻下急迫或泻下不爽，粪色黄褐而臭，肛门灼热，小便短黄。苔黄腻，脉数。有表证者解肌清热止泻的葛根芩连片；湿热明显的选清热燥湿的香连片等。2、脾虚泄泻：神疲乏力，大便溏薄，夹有不消化的食物，食欲不振，纳食减少。舌淡，舌体胖有齿痕，脉细。健脾益气，止泻灵等。泄泻273、肾虚泄泻：五更泄泻，泄前腹痛，肠鸣即泻，泻后即止，形寒肢冷，腰膝酸软。舌淡，脉沉细。健脾温肾理中丸等。4、肝郁：腹痛而泻，泻后即安，不分时间段，明显受情绪影响。加味逍遥丸合参苓白术散。便秘281、肠府实热：大便干结，腹部胀满，按之作痛，口干或口臭，小便短赤。舌苔黄燥，脉滑数。清宁片、龙荟丸、黄连上清丸、三黄片、新清宁片、复方牛黄清胃丸、大黄通便胶囊、九制大黄丸、当归龙荟丸等。2、脾肾阳虚：大便秘结，面色无华，神疲气短，虽有便意，但无力排出，大便并不干硬，如厕后努挣则汗出

气短，便后乏力。舌淡苔薄，脉虚。苁蓉通便口服液、益气润肠丸、便痛胶囊等。3、阴虚肠燥：大便干结，状如羊屎，口干少津，神疲纳差。舌红苔少，脉细数。润肠通便的麻仁丸、麻仁润肠丸、滋阴润肠口服液、五仁润肠丸（老年人）等。头痛类291、风寒头痛：头痛以项部为重，恶寒怕风，遇风加重，苔薄白，脉浮。解表发汗，疏风散寒的风寒感冒冲剂；若头痛较重，兼感湿邪，发汗解表，散风祛湿的荆防冲剂。2、风热头痛：头痛而胀，严重时头痛如裂，发热或恶风，面红目赤，口渴喜饮水，遇热头痛加重，舌红苔黄，脉浮数。清热解毒，散风止痛芎菊上清丸。头痛类303、淤血头痛：经久不愈，痛处固定不移，严重时痛如锥刺，或头部有外伤史。舌暗或有瘀斑，苔薄白，脉细涩。理气、活血、止痛的元胡止

痛片。4、肝阳头痛：头胀痛，眩晕，心烦易怒，胁痛，口苦，舌红苔薄黄，脉弦。滋阴潜阳，祛风之天麻头风灵胶囊或祛风止痛之鲜天麻胶囊。5、血虚头痛：头痛而晕，心悸不宁，过劳加重，气短，神疲乏力，面色发白，舌淡苔薄白，脉沉弱。宁心安神，补血止痛之蓝芷安脑胶囊。郁病类311、肝气郁结：精神抑郁，情绪不宁，喜叹气，胸胁胀痛，痛无定处；胃部闷胀，食欲不振，或有呕吐，妇女月经不行或延迟。舌苔薄白，脉弦。疏肝理气，消胀止痛之柴胡舒肝丸；

胃脘腹胀明显者，木香顺气丸。2、肝郁化火：急躁易怒，胸胁闷胀；胃中嘈杂吐酸，大便秘结，舌苔黄，脉弦数。加味逍遥丸或龙胆泻肝丸。安神

--- 失眠32滋养安神：1、天王补心丹（丸）功能：滋阴、养血、养心安神。主治：心阴不足、心悸健忘、失眠多梦、大便干燥。2、枣仁安神液组成：酸枣仁、丹参、五味子功能：补心养肝，安神益智主治：心肝血虚、神经衰弱引起的失眠健忘、头晕头痛等症。其他如柏子养心丸、柏子仁丸、养心安神丸、养血安神片、眠安宁、神经衰弱丸等均用于虚证，特别是阴血亏虚，血不养心。安神

--- 失眠33重镇安神：1、朱砂安神丸：组成：朱砂、当归、地黄、黄连、甘草功能：清心养血，镇惊安神。主治：心火亢盛，心神不宁，胸中烦热，心悸易惊，失眠多梦。注意：不宜久服或多服。2、妇宁胶囊组成：黄连、琥珀、石菖蒲、茯苓、丹参、远志、甘草、红枣、怀小麦、灵磁石、珍珠丹功能：镇惊、宽胸宁心3、泻肝安神片功能：平泻肝火，养心安神主治：阴虚肝热引起的心烦失眠，头晕耳鸣，性情急躁等。4、痰热扰心：不寐，心烦，胸闷，嗳气，头晕目眩，口苦口干。舌红苔腻，脉滑。清热化痰，安神定惊之神安胶囊、清心沉香八味散。温胆汤。34卒中后遗症351、气虚血瘀：半身不遂，肢体软弱无力，偏侧不用，面色微黄，或肢体麻木，舌淡或有瘀斑，苔白，脉弱。补气活血，消栓通络片等。补阳还五汤。2、气滞血瘀：舌体强硬，语言蹇涩，肢体麻木，或口眼歪斜，手足不温，精神呆滞，舌质暗，苔白腻。血府逐瘀胶囊等。3、痰淤互结：肢体不遂，头晕胸闷，舌苔黄腻质暗或有瘀斑。痰淤同治。痹症（风湿类风湿）361、行痹：肢体关节酸痛，游走不定，急性期可有关节红肿，触摸有热感，畏风寒，喜暖。舌红苔白，脉浮紧。祛风除湿，通络除痹，

消肿止痛的华佗风痛宝片、天麻片等。2、痛痹：肢体关节疼痛，固定不移，遇寒疼痛加剧，得热则缓，或有关节屈伸不利，关节不肿。舌质红润，苔白薄腻，脉沉。祛风除湿，散寒，通络止痛，复方塞隆胶囊。痹症（风湿类风湿）373、着痹：沉重酸胀，疼痛，重者关节肿胀、