有機(jī)固體廢物的堆肥化處理

1、有機(jī)固體廢物的堆肥化處理技術(shù)Copyright Fashion Brand. All rights reserved1.有機(jī)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)5.1 有機(jī)固體廢物的分類有機(jī)固體廢物按來(lái)源分類，可分為：1）農(nóng)業(yè)有機(jī)固體廢物2）城市有機(jī)固體廢物3）工業(yè)有機(jī)固體廢物農(nóng)業(yè)有機(jī)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(jī)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(jī)固體廢物石油化石工業(yè)輕工業(yè)有機(jī)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2 堆肥化概述堆肥化 依靠自然界中的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物，人為可控地促進(jìn)

2、可生物降解的固體有機(jī)物定向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過(guò)程。關(guān)鍵：1）原料：可降解有機(jī)廢物；2）人工控制，不同于自然腐爛；3）實(shí)質(zhì)：生化過(guò)程；4）產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)害。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：堆肥化的分類根據(jù)堆肥化過(guò)程中微生物對(duì)氧氣的要求不同，可分為：好氧堆肥在通風(fēng)條件下，通過(guò)好氧菌自身的生命活動(dòng)對(duì)廢物的進(jìn)行吸收、氧化和分解的過(guò)程；厭氧堆肥在缺氧條件下利用厭氧微生物進(jìn)行發(fā)酵分解的過(guò)程。3 好氧堆肥化堆肥有機(jī)物（含C、N、O、H、P、S）細(xì)胞物質(zhì)（微生物繁殖）CO2、H2O、NH3、PO43-、SO42-能量合成

3、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(jī)物好氧堆肥分解結(jié)構(gòu)圖好氧堆肥化的類型1 條垛式堆肥化在露天或棚架下，將堆肥物料以長(zhǎng)條狀或條堆堆放，進(jìn)行好氧發(fā)酵。此過(guò)程需要定期翻動(dòng)。2 好氧靜態(tài)堆肥化即在條垛式系統(tǒng)中加上通風(fēng)系統(tǒng)，以此來(lái)優(yōu)化條垛式系統(tǒng)產(chǎn)生惡臭和大量病原體的問(wèn)題。3 發(fā)酵倉(cāng)堆肥化將堆肥物料密閉在發(fā)酵裝置內(nèi)，控制通風(fēng)和水分，使物料進(jìn)行生物降解和轉(zhuǎn)化。其特點(diǎn)是機(jī)械化和自動(dòng)化強(qiáng)度高。影響好氧堆肥的因素1）通風(fēng)供養(yǎng)好氧堆肥化生產(chǎn)的基本條件之一。一般認(rèn)為，氧濃度低于5%就會(huì)限制好氧微生物的生長(zhǎng)。另外通風(fēng)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(zhǎng)和對(duì)氧的要求會(huì)在含水率為5

4、0%60%時(shí)達(dá)到峰值，過(guò)高的水分會(huì)大大減少空氣含量，造成厭氧狀態(tài)，而水分低于12%時(shí)微生物的繁殖就會(huì)停止。3）有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物的含量堆肥原料中適宜的有機(jī)質(zhì)含量為20%80%，堆肥化過(guò)程中，微生物大量生長(zhǎng)繁殖所需的大量營(yíng)養(yǎng)物主要有碳、磷、鉀等。4）溫度5060時(shí)最適合嗜熱菌生長(zhǎng)繁殖，此時(shí)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(rèn)為pH在7.58.5之間可獲得最大的堆肥效率。在好氧堆肥初期，pH可下降到56，發(fā)酵完成時(shí)可達(dá)8.59.0，最終產(chǎn)品達(dá)到7.08.0。6）碳氮比微生物分解有機(jī)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

5、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1260mm為宜。典型好氧堆肥化工藝1 好氧靜態(tài)堆肥化工藝原料預(yù)處理進(jìn)倉(cāng)原料物料調(diào)節(jié)（水分、C/N）發(fā)酵設(shè)施次級(jí)發(fā)酵設(shè)施后處理堆肥制品非堆肥物可回收物通風(fēng)蓄水池雜物可回收物堆肥要經(jīng)過(guò)中溫-高溫-中溫的過(guò)程，其中由高溫向中溫轉(zhuǎn)變過(guò)程中時(shí)間較長(zhǎng)，一次發(fā)酵周期可達(dá)30d以上，而采用二次發(fā)酵工藝可在一次發(fā)酵產(chǎn)物儲(chǔ)料時(shí)使之迅速降溫，使整個(gè)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。2 好氧動(dòng)態(tài)堆肥化工藝當(dāng)城市生活垃圾中有機(jī)質(zhì)含量較高，有機(jī)質(zhì)消耗便會(huì)產(chǎn)生大量水分，從而影響通風(fēng)效率，因此必須采用動(dòng)態(tài)堆肥工藝，動(dòng)

6、態(tài)堆肥工藝又分為：1）間歇式好氧動(dòng)態(tài)堆肥將原料一批一批進(jìn)行發(fā)酵，一批原料堆積后不再添加新料，待堆肥腐熟后運(yùn)出2）連續(xù)式好氧動(dòng)態(tài)堆肥采用連續(xù)進(jìn)料和連續(xù)出料的方式進(jìn)行發(fā)酵。物料一直處于連續(xù)翻動(dòng)的狀態(tài)，時(shí)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(dá)到穩(wěn)定化、無(wú)害化，不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不良影響4 厭氧堆肥化有機(jī)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(xì)菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌產(chǎn)甲烷細(xì)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(wú)氧條件下，利用厭氧微生物將可降解有機(jī)物分解為穩(wěn)定的無(wú)毒無(wú)害物質(zhì)，并同時(shí)獲

7、得沼氣的處理方法。厭氧堆肥化過(guò)程中有機(jī)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C6H12063CH43CO2 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

8、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(jī)酸、醇和其他化合物最后生成甲烷和CO2。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(diǎn)是有機(jī)物在無(wú)氧條件下被被微生物分解，最終轉(zhuǎn)化成甲烷和CO2。這一過(guò)程中產(chǎn)酸菌大多是厭氧菌，而產(chǎn)甲烷菌時(shí)嚴(yán)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(guò)大也會(huì)導(dǎo)致沼氣產(chǎn)量下降3 pH厭氧發(fā)酵微生物一般在pH環(huán)境中，并且細(xì)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(huì)出現(xiàn)局部酸積累的現(xiàn)象，因襲需要攪拌裝置進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，提高產(chǎn)氣量5 營(yíng)養(yǎng)物絕大多數(shù)產(chǎn)

9、甲烷菌只能利用簡(jiǎn)單有機(jī)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1530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(xué)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24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(jī)酸積累，以及氨濃度過(guò)高會(huì)抑制發(fā)酵的進(jìn)行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2

10、838，沼氣產(chǎn)量比較穩(wěn)定3 高溫堆肥溫度一般控制在4860，有機(jī)物分解速度快，處理時(shí)間短，沼氣產(chǎn)量高，能有效殺死病原體按照堆肥方式不同，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(jìn)行，有機(jī)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(jìn)行，反應(yīng)條件比較難以控制厭氧堆肥化裝置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(dāng)發(fā)酵池內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)氣時(shí)，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(shí)，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(guò)程中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)。5 總結(jié)堆肥溫度控制運(yùn)行周期堆肥終產(chǎn)物優(yōu)勢(shì)好氧堆肥5565，有時(shí)達(dá)80較短細(xì)胞物質(zhì)，簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物，CO2，H2O等無(wú)害化程度高，衛(wèi)生條件好厭氧堆肥2060較長(zhǎng)有機(jī)酸，醇，CO2，NH3，H2S等保留較多氮素，工藝簡(jiǎn)單好氧工藝與厭氧工藝比較：堆肥是有機(jī)固體廢棄物無(wú)害化和資源化的有效途徑。對(duì)堆肥的腐熟和穩(wěn)定性