超高温好氧发酵工艺加速污泥堆肥腐熟过程研究
污泥堆肥技术及工艺优化研究进展
污泥堆肥技术及工艺优化研究进展污泥堆肥技术及工艺优化研究进展污泥处理一直是城市环境管理的重要问题之一，传统的污泥处理方法包括填埋和焚烧，然而这些方法存在着环境污染和资源浪费的问题。
近年来，污泥堆肥技术逐渐受到关注，它可以将污泥转化为有机肥料，同时减少环境污染和资源浪费。
本文将介绍污泥堆肥技术的研究进展及工艺优化。
一、污泥堆肥技术污泥堆肥技术是将污泥与其他有机废弃物一起进行堆肥处理。
其原理是通过微生物的作用，将污泥中的有机物质转化为稳定的有机肥料。
相比于传统的污泥处理方法，污泥堆肥技术具有以下优势：1.资源化利用：将污泥转化为有机肥料可以有效地回收其中的养分和有机物质，实现资源的再利用。
2.减少环境污染：通过堆肥处理，可以显著减少废弃污泥对环境的影响，减少臭气和有害气体的排放。
3.节约成本：相比于填埋和焚烧等传统处理方法，污泥堆肥技术对设备和能源的需求较低，能够降低处理成本。
二、污泥堆肥工艺1.物料准备：首先需要对污泥进行加工处理，包括去除杂质和均匀混合。
同时，还可以添加其他有机废弃物，如农作物秸秆、畜禽粪便等，以提高有机质的含量和堆肥过程中的氧化还原条件。
2.堆肥堆制：将准备好的物料堆放成一定规模的堆肥堆，堆肥堆的高度和宽度应根据堆肥物料的性质和堆肥堆的管理要求进行合理设计。
堆肥堆的管理包括堆体的翻堆、通风、湿度和温度的控制等。
3.微生物降解：在堆肥堆中，各种微生物通过分解和转化有机物质，完成有机质的降解和转化过程。
这些微生物主要包括细菌、真菌和放线菌等。
合理管理堆肥过程中的湿度和通风条件，可以提高微生物的活性和降解效率。
4.堆肥产物处理：经过堆肥处理后，污泥转变为稳定的有机肥料。
可以通过进一步的加工处理得到颗粒肥、腐殖质肥、液态肥等不同形式的有机肥料，以满足不同农作物和土壤的需求。
三、工艺优化研究进展近年来，针对污泥堆肥技术存在的一些问题，国内外研究者进行了大量的研究，提出了一系列工艺优化的方法。
污泥堆肥中高温菌的研究进展
２ ０１ ４年 ２月
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ Ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｏ 污水治理
污 泥 堆 肥 中 高 温 菌 的 研 究 进 展
程 艳 ， 刘 永 德 ， 赵 继 红
４ ５ ０ ０ ０ １ ； ２ ． 郑州轻Ｓ － 业学院， 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ ２ ） （ １ ． 河 南工 业大 学 ， 郑州
摘 要： 高温 菌 是 污 泥 堆 肥 中加 速 污 泥 腐 熟 的 有 效 活 性 成 分 。对 堆 肥 中 高 温 阶段 的 群 落 结 构 及 高温 茵的 筛 选做 了简要 概 述 ． 并 对 高 温 茵在 污 泥 堆肥 中 的应 用进 行 了 小 结 ， 指 出 了今 后 的研 究重 点 。
高温 菌 广泛 分布 于 自然 界 中 ， 具 有 耐热 嗜热 的
中 ．温 度 的变化 是先 升 至高 温期 再逐 步 降低 的 ， 在 此 过程 中 ． 微 生物 群 落结 构 的变 化 和堆 肥温 度 的变
化 紧密 相连 。 堆肥初期 。 在 好 氧 条件 下 ， 那 些 容易 被 分 解 的
Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｙ ｏ ｎ ， Ｌ ｉ ｕ Ｙ ｏ ｎ ｇ ｄ ｅ ， Ｚ ｈ ａ ｏ Ｊ ｉ ｈ ｏ ｎ ￣
（ １ ． Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ ０ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
倾 向于高 温复 合菌 。在污 泥堆 肥 高 温 阶段 ， 高温 菌
关键词 ： 高温 茵 ； 污泥 ； 堆 肥 中 图分 类号 ： Ｘ ７ ０ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ８ — ９ ５ ０ ０ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ３ １ — ０ ２
超高温好氧发酵技术
超高温好氧发酵技术
超高温好氧发酵技术是一种利用高温条件下的微生物对有机物
进行氧化代谢的技术。
该技术具有快速、高效、稳定的优点，适用于处理高浓度的有机废水和有机废料。
在超高温条件下，好氧微生物的代谢速率显著增加，使得有机物的降解速度大大加快。
同时，高温条件下微生物的生长速率较慢，使得微生物的浓度和体积较小，从而减少了处理系统的占地面积和投资成本。
超高温好氧发酵技术主要应用于食品、制药、化工等行业的废水处理和有机废料的资源化利用。
该技术可以有效地降解高浓度的难降解有机废水，同时还可以将有机废料转化为有价值的能源和化学品。
总之，超高温好氧发酵技术是一种高效、节能、环保的废水处理和有机废料利用技术，具有广阔的应用前景。
- 1 -。
简述好氧堆肥的基本工艺过程
简述好氧堆肥的基本工艺过程好氧堆肥是一种利用微生物在充氧条件下分解有机物质的处理技术，通过控制温度、湿度和通气等条件，将有机废弃物转化成稳定的有机肥料。
好氧堆肥的基本工艺过程包括有机物料的收集和准备、堆肥料堆制作、堆肥料堆的管理和堆肥料的后处理等环节。
有机物料的收集和准备是好氧堆肥的第一步。
有机废弃物可以来自于农田、农作物秸秆、果皮、蔬菜渣、畜禽粪便等。
这些有机废弃物需要经过分类和处理，去除掉一些无法堆肥的杂质，如塑料袋、金属等。
同时，有机废弃物也需要适当的切碎，以增加其表面积，有利于微生物的附着和分解。
接下来，是堆肥料堆的制作。
将处理好的有机废弃物按照一定的配比进行混合，以保证堆肥料中含有适量的碳源和氮源。
一般来说，堆肥料的碳氮比应控制在25:1到30:1之间，这样有利于微生物的正常生长和分解活动。
混合好的有机物料需要进行堆放，通常采用堆肥场或堆肥棚进行堆放。
堆肥料的堆放方式可以采用层堆、坑堆或者平堆等形式，以便于通风和湿度的调节。
在堆放好堆肥料之后，就需要进行堆肥料堆的管理了。
好氧堆肥过程中，通风和湿度的控制非常重要。
通风可以通过定期翻堆或者使用通风设备来实现，以保证堆肥料内部的氧气供应充足，促进微生物的活动。
湿度的控制可以通过定期浇水或者遮挡雨水来实现，以保持堆肥料的适宜湿度。
此外，还需要控制堆肥料的温度，在堆肥料的发酵过程中，温度会逐渐升高，一般控制在50℃以下，以防止温度过高导致微生物的死亡。
是堆肥料的后处理。
好氧堆肥过程一般需要持续几个月到一年不等的时间，待堆肥料中的有机物质被充分分解后，堆肥料会变成稳定的有机肥料。
这时候，需要对堆肥料进行筛分和包装，以便于储存和销售。
同时，还需要对堆肥料进行质量检测，确保其达到国家相关标准，以保证其安全和有效的使用。
好氧堆肥的基本工艺过程包括有机物料的收集和准备、堆肥料堆制作、堆肥料堆的管理和堆肥料的后处理等环节。
通过科学合理地控制温度、湿度和通气等条件，好氧堆肥可以将有机废弃物转化成稳定的有机肥料，实现废物的资源化利用，减少环境污染。
污泥处理技术三好氧发酵
污泥处理技术三：好氧发酵1.原理与作用好氧发酵通常是指高温好氧发酵，是通过好氧微生物的生物代谢作用，使污泥中有机物转化成稳定的腐殖质的过程。
代谢过程中产生热量，可使堆料层温度升高至55℃以上，可有效杀灭病原菌、寄生虫卵和杂草种籽，并使水分蒸发，实现污泥稳定化、无害化、减量化。
2.应用原则污泥好氧发酵处理工艺既可作为土地利用的前处理手段，又可作为降低污泥含水率，提高污泥热值的预处理手段。
污泥好氧发酵厂的选址应符合当地城镇建设总体规划和环境保护规划的规定；与周边人群聚居区的卫生防护距离应符合环评要求。
污泥好氧发酵工艺使用的填充料可因地制宜，利用当地的废料（如秸杆、木屑、锯末、枯枝等）或发酵后的熟料，达到综合利用和处理的目的。
3.好氧发酵工艺与设备3.1.一般工艺流程好氧发酵工艺过程主要由预处理、进料、一次发酵、二次发酵、发酵产物加工及存贮等工序组成，如图1所示。
污泥发酵反应系统是整个工艺的核心。
3.2. 好氧发酵的工艺类型发酵反应系统是污泥好氧发酵工艺的核心。
工艺流程选择时，可根据工艺类 型、物料运行方式、供氧方式的适用条件，进行合理的选择使用，灵活搭配构成 各种不同的工艺流程。
1）工艺类型工艺类型分一步发酵工艺和二步发酵工艺。
一步发酵优点是工艺设备及操作 简单，省去部分进出料设备，动力消耗较少；缺点是发酵仓造价略高，水分散发、 发酵均匀性稍差。
二步发酵工艺优点是一次发酵仓数少，二次发酵加强翻堆效应， 使堆料发酵更加均匀，水分散发较好；缺点是额外增加出料和进料设备。
混合设 外运处置熟料揽层AAAAAA jjaasa 外加填充料 ,熟料与填完后面流 发醉熟 料储仓好氧发酵反应系筑输送谈 备/机输送设备/机 发醒参数监测臭气处理系统 铺料设备 臭气监测 储料仓/箱 熟料加工 脱水机房 鼓风机出料设备图1污泥好氧发酵工艺流程2）物料运行方式按物料在发酵过程中运行方式分为静态发酵，动态发酵，间歇动态发酵。
静态发酵设备简单、动力消耗省。
快速堆肥发酵过程及控制讲解
颗粒大小对灭菌的影响
在堆肥过程中形成了大颗粒或者球状物，由于氧气不足， 在这些颗粒内就减少了热的积累，为了保证这些颗粒内 部的病原体完全被破坏，堆肥温度必须传递到颗粒内部。 颗粒越大，传递时间就会越长。
微粒的半径（cm） 到达（T-T0）/（T1-T0）=0.9 所需的时间（h） 1 10 20 50 100 0.1 10 40 250 1000
初期S（0-4d）
13-20:1
Gracilibacillus halotolerans(94.4%)
薄壁芽胞杆 菌
解脲棒杆菌
13-13:2
Corynebacterium urealyticum (95.3%)
堆肥微生物变化
24-45:1 24-45:2 降温期C（1332d） 24-45:3 20-45:1 20-45:2 24-45:1 Sphingobacterium Multivorum(83.4%) Alloiococcus otitis(90.0%) Clostridium fervidus(88.2%) Cl. Filimentosum(85.6%) Alcaligenes sp. NKNTAU(91.4%) Sphingobacterium Multivorum(83.4%) 多食鞘氨醇杆 菌 耳炎差异球菌 热梭菌 梭菌 产碱菌 多食鞘氨醇杆 菌
堆肥必须因地制宜
认识堆肥条件的不可替代性 探索快速堆肥的途径和方法
协调原料配比、温度、水分、翻堆等关系
第三部分：堆肥过程控制
通风控制
通风有三个主要目的： 第一，通风能满足有机质分解的氧气需求（也叫 化学需氧量）； 第二，通风可以除去湿基质之中的水分（称为干 燥需求），当空气被堆肥基质加热以后，可以蒸 发掉水份，使得堆肥物料得到烘干； 第三，通风可以除去有机质分解产生的热量，以 控制过程温度（称为除热需求）。
实验报告好氧堆肥
一、实验目的1. 了解好氧堆肥的基本原理和操作流程；2. 掌握好氧堆肥过程中温度、湿度、氧气等关键因素的控制方法；3. 分析好氧堆肥过程中微生物群落的变化及其对堆肥效果的影响；4. 评估好氧堆肥在固体废物处理中的应用前景。
二、实验原理好氧堆肥是指在有氧条件下，好氧微生物将有机废物分解为稳定腐殖质的过程。
在好氧堆肥过程中，微生物通过分解有机物质，产生热量、二氧化碳、水等物质，同时将有机物质转化为稳定的腐殖质，达到资源化利用的目的。
三、实验材料与方法1. 实验材料：有机废物（如植物残渣、食物残渣、畜禽粪便等）、土壤、水、温度计、湿度计、氧气传感器、pH计、显微镜等。
2. 实验方法：（1）原料准备：将有机废物与土壤按一定比例混合，调整水分和碳氮比，确保堆肥原料的适宜性。
（2）堆肥制备：将调整好的原料堆积成堆肥堆，保持适当的通风和湿度。
（3）温度、湿度、氧气等关键因素控制：通过温度计、湿度计、氧气传感器等设备，实时监测堆肥堆中的温度、湿度、氧气等关键因素，确保堆肥过程的顺利进行。
（4）微生物群落分析：通过显微镜观察堆肥过程中的微生物群落变化，分析微生物群落对堆肥效果的影响。
（5）堆肥效果评估：通过测定堆肥产品的腐殖化程度、有机质含量、pH值等指标，评估好氧堆肥的效果。
四、实验结果与分析1. 堆肥过程中温度、湿度、氧气等关键因素的变化实验结果显示，在堆肥过程中，温度、湿度、氧气等关键因素均呈现出一定的变化规律。
堆肥初期，温度逐渐升高，达到最高值后逐渐下降；湿度在堆肥过程中保持相对稳定；氧气含量在堆肥初期较高，随着堆肥过程的进行逐渐降低。
2. 堆肥过程中微生物群落的变化通过显微镜观察，发现堆肥过程中的微生物群落主要包括细菌、真菌、放线菌等。
在堆肥初期，细菌数量较多，随着堆肥过程的进行，真菌和放线菌数量逐渐增加。
微生物群落的变化与堆肥过程中温度、湿度、氧气等关键因素的变化密切相关。
3. 堆肥效果评估实验结果表明，好氧堆肥可以有效分解有机废物，提高有机质的腐殖化程度，降低堆肥产品的pH值。
高温好氧堆肥后污泥主要物质的变化
人 的研究相 类 似嘲 ， 即 是 在堆 肥 过 程 中 ， Ｎｉ 也 除
１ Ｏ．Ｏ
５． Ｏ Ｏ．Ｏ
元素 以外 ， 有 重 金 属 总含 量 都 呈下 降趋 势 。这 所
种流 失主 要 发 生 在 ｔ ｅｍｏ ｈｌ ｈ ｒ ｐ ｉｃ阶段 ， 有 机 质 ｉ 与
材 的各 项重 金属都 比堆肥 前污 泥 的重 金属 含量要
０ ０
加
Ｏ Ｏ
有所 降低 ； 污 泥 相 比较 ， 材 Ａｓ Ｃ 、 、 ｂ 与 素 、 ｄ Ｈｇ Ｐ 、
２０．Ｏ
ｌ ５．０
Ｃ 、 ｕ及 Ｚ 的 含 量 分 别 降 低 了 ５ ％ 、 ６ 、 ｒＣ ｎ ４ ３
按 城镇 污水 处 理 厂 污 泥处 置 农 用 泥质 （ Ｊ Ｃ／
Ｔ ３ ９ ２０ ） 准 中的要 求进行 。 ０ — ０ ９ 标
表 １ 污 泥 重 金 属 含 量 限 值
２结 与 析 果 分
由图 １可 以看 出 ， 过 污 泥 的 高温 好 氧 发 酵 经
薹
的发酵 过程后 ， 污泥 中的 有 机质 被 微 生 物作 为 能
素材 相 对 于 污 泥 来说 ， 有 机 质 与 总养 分 都 有 所 下 降 ， 是 由于 发 酵 过 程 中消耗 了； 污 泥 能 否 农 用 起 到 关键 其 这 对
作 用 的 重 金 属 含 量 也 有 所 下 降 ， 方 面是 由 于我 们 在 发 酵 过 程 中加 入 的 重 金 属 钝 化 剂 ， 一 方 面 是 由 于 污 泥 一 另 经 过 高 温 发 酵 后 ， 机 质 与 硫 的含 量 发 生 的 变化 ， 氧 化 态 的 重金 属 含 量 降 低 了， 有 使 而稳 定 的 残 渣 态重 金 属 含 量
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超高温好氧发酵工艺加速污泥堆肥腐熟过程研究
随着我国城镇污水处理行业快速发展,污泥作为城市污水处理厂产生的副产
物,其产量也急剧增加。污泥本身含有大量可生物降解的有机物,未经处理随意排
放会造成严重的环境污染。
传统好氧发酵工艺是城市污泥无害化、减量化、资源化处理的有效方法,目
前仍然存在发酵温度低、周期长等问题从而限制了其广泛应用。为了克服传统高
温好氧发酵工艺的缺陷,本课题组前期开发出了一种全新的污泥超高温好氧发酵
工艺,并建立了污泥处理规模为600 t/d的产业化示范工程。
本文主要在工厂规模条件下开展了城市污泥超高温好氧发酵(HTC)和传统高
温好氧发酵(TC)工艺特点的对比研究,重点分析HTC堆肥过程、微生物群落结构
动态变化、堆肥中溶解性有机物(DOM)结构变化等,以期为HTC工艺的推广提供理
论依据和技术支持。分析测定了 HTC和TC堆肥过程中温度、有机质、含水率等
14项理化和生化参数,结果发现HTC工艺与TC存在显著差异。
HTC能够快速进入≥80 ℃的超高温阶段(第Id升温至86℃)并持续9 d,堆
体最高温度可达93.4℃(第3 d),整个堆肥过程中50℃以上的高温阶段持续了
21 d,明显促进了堆体中有机质降解和堆肥腐熟。当堆肥结束时,HTC中有机质和
全氮含量分别减少了 21.2%和11.6%,而TC有机质和全氮含量分别减少了 15.9%
和19.5%;HTC堆肥种子发芽指数(GI)达到102.7%(第24 d时为96.9%),而TC仅
仅达到65.4%,表明HTC工艺能够显著提高堆体温度、加速有机物降解和促进堆
肥腐熟,从而明显缩短堆肥周期,提高堆肥效率。
和TC工艺相比,HTC体现出了显著的技术经济优势和广泛应用前景。利用
16SrRNA高通量测序技术研究了 HTC和TC过程中微生物群落结构变化情况,并采
用典范对应分析(CCA)研究了堆肥过程中理化参数与微生物群落结构的相互关系。
微生物群落结构分析结果表明,HTC过程展现了与TC截然不同的细菌群落结
构变化趋势,特别是在HTC的超高温和高温阶段,Thermaceae(相对丰度28.0～
53.3%)和Thermoactinomycetaceae(相对丰度4.0～36.1%)成为了科水平上的优
势细菌。CCA分析结果指出HTC超高温和高温阶段的微生物群落组成与堆体温度
呈现显著正相关关系,表明Thermaceae和Thermoactinomycetaceae等嗜热微生
物是导致HTC出现超高温并加速有机质降解和促进堆肥腐熟的主要原因。
GI、pH和NH4+-N等参数与腐熟堆肥中的优势微生物群落存在显著相关性,
这些指标都表明HTC工艺可以使污泥堆肥在24 d左右实现腐熟。采用紫外-可见
光谱法(UV-Vis)、傅里叶红外光谱法(FTIR)和三维荧光光谱法(3D-EEM)等方法研
究了 HTC和TC过程中DOM的结构特征及其变化规律。
与TC相比,HTC过程中E253/E203、SUVA280和A240～400等6个UV-Vis光
谱指标在0～24d变化显著,表明HTC堆体中DOM的芳香化和堆肥腐殖化程度逐渐
增强。当堆肥结束时,FTIR结果表明堆肥结束时HTC堆体中的多糖、脂肪族和酰
胺等成分的减少量及芳香结构成分增加量明显大于TC。
3D-EEM光谱结合积分区域法(FRI)分析指出,HTC堆体中DOM的类蛋白物质在
超高温阶段的0～6 d几乎完全被降解,腐殖酸和富里酸类物质在0～24 d大量形
成,堆肥在高温阶段达到完全腐熟。平行因子(FARAFAC)分析进一步表明HTC工艺
不仅可缩短堆肥周期,而且还可提高堆肥质量。
上述DOM的光谱学表征结果与堆肥过程中理化参数、微生物群落组成等分析
结果共同指出,HTC工艺可明显加快堆肥腐熟进程,缩短污泥发酵周期,在有机固
废资源化领域具有极大的应用潜力。