固体废物堆肥处理技术
固体废物处理技术研究及应用评估
固体废物处理技术研究及应用评估一、固体废物处理技术分类及介绍1、物理处理技术物理处理技术主要包括分选、压实、堆放、填埋、焚烧和热解等。
其中，分选技术是通过人工或机器将废物分类，以便进行更好的处理。
压实技术是将固体废物进行压缩，降低体积，减少运输和储存成本。
堆放技术是将废物进行有序堆放，以便进行后续处理。
填埋技术是将废物填埋在地下，使其与生态环境隔离。
焚烧技术是通过高温氧化分解有害物质，减少废物量。
热解技术是将废物经过加热分解，得到可再利用的物质。
2、化学处理技术化学处理技术主要包括酸碱中和、氧化、还原、络合等。
其中，酸碱中和技术是将废物中的酸碱物质进行混合，中和掉其酸碱性。
氧化技术是通过将废物进行氧化反应得到可利用的物质，如酮类、醛类等。
还原技术是通过还原剂将废物中的有害物质转化为无害物质。
络合技术是通过添加络合剂使有害物质形成不溶于水的络合物，达到减少污染的目的。
3、生物处理技术生物处理技术主要包括堆肥、厌氧消化、生物反应器等。
其中，堆肥技术是使用细菌和真菌来降解和转化有机废物，将其变成有机肥料。
厌氧消化技术是将废物置于密闭的容器中，在低氧环境下进行分解，从而产生沼气和有机肥料。
生物反应器技术是将细菌和真菌固定在废物表面，利用微生物对废物进行处理。
二、固体废物处理技术应用评估1、技术优缺点评估目前，针对固体废物的处理技术在实践应用中存在较大差异。
根据处理技术评估，从各自的优劣势和适用范围来考虑，一方面物理处理技术处理周期短，处理效率高，但同时也有可能会对环境造成破坏；而另一方面，生物处理技术对环境影响较小，但处理周期较长；化学处理技术会产生大量的废弃物和二次污染，其应用范围相对较窄。
2、经济性评估在固体废物处理技术选型时，经济性评估是非常重要的。
该评估主要考虑实施该技术所需的人力、资金、设备和维护成本等，以及资源的综合利用率等。
在经济性评估方面，首要考虑的是技术成本和技术运营成本。
如焚烧技术，特别是有害废物的焚烧技术，需要高昂的设备投入和运行费用，同时由于污染排放等问题，其经济性评估也是非常复杂的。
有机固体废物堆肥与厌氧发酵
贮存
堆肥的供应期多半是集中在秋天和春天(中间隔 半年)。因此,一般的堆肥化工厂有必要设置至少能 容纳6个月产量的贮藏设备。堆肥成品可以在室外 堆放，但此时必须有不透雨水的覆盖物。
贮存方式可直接堆存在二次发酵仓内，或袋装 后存放。加工、造粒、包装可在贮藏前也可在贮存 后销售前进行。要求包装袋干燥而透气，如果密闭 和受潮会影响堆肥产品的质量。
解 (1)计算出堆肥物料C31H50NO26千摩尔质量为852kg，则参 加过程的有机物摩尔数=(1000/852)kmol=1.173kmol；
(2)堆肥产品C11H14NO4的千摩尔质量为224kg，可算出每摩 尔参加过程的残余有机物摩尔数即n=200/(1.173×224)=0.76；
(3)由已知条件：a=31，b=50，c=1，d=26，w=11，x=14， y=1，z=4。可以算出
一、生物处理定义
生物处理就是以固体废物中的可降解有机物 或其他组分为对象，利用生物对其作用，转化为 稳定产物、能源和其他有用物质的一种处理技术。
二、生物处理方法
❖ 好氧生物处理法 在提供游离氧的条件下，以好氧微生物为主使
有机物降解、稳定的无害化处理方法。固体废物存 在的各种有机物(相对分子质量大、能位高)作为微 生物的营养源，经过一种生化反应，逐级释放能量， 最终转化成相对分子质量小、能位低物质而稳定下 来，达到无害化的要求，以便利用或进一步妥善处 理，使其回到自然环境中去。
四、简易沤肥的无害化处理
❖ 加生石灰法 ❖ 加农药处理法 ❖ 加尿素法
第三节 有机固体废物堆肥化处理技术
一、基本概念 二、原料来源及质量控制 三、堆肥化原理 四、堆肥化工艺 五、堆肥化设备 六、堆肥化过程技术参数及控制 七、堆肥腐熟度及其质量标准 八、堆肥肥效与利用
固体有机废物堆肥化设备与技术标准
固体有机废物堆肥化设备与技术标准(总12页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March固体有机废物堆肥化设备与技术标准1范围本规程规定了固体有机废物堆肥化过程中所涉及的生产环境、生产车间、原料预处理、堆肥接种、一次发酵、二次发酵、后处理加工、质量检验等技术环节的要求。
本标准适用于固体有机废物堆肥化过程及堆肥产品。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB 7959-1987 粪便无害化卫生标准GB14554-1993 恶臭污染物排放标准GB 3095-1996 环境空气质量标准GB3838-2002 地表水质量标准GB18877-2002 有机-无机复混肥料GB 20287-2006 农用微生物菌剂NY525-2002 有机肥料NY/T 7982004复合微生物肥料NY/T 883-2004 农用微生物菌剂生产技术规程NY 884-2004生物有机肥GB 4284-1984农用污泥中污染物控制标准GB 8172-1987城镇垃圾农用控制标准GB12348—1990工业企业厂界噪声标准HJ／T81—2001畜禽养殖业污染防治技术规范GB 18596-2001畜禽养殖业污染物排放标准3定义本标准采用如下定义3.1固体有机废物固体有机废物是指在植物和动物生产以及人类生活等过程中产生的对原生产系统或原所有者无原使用价值的生物质类残余物。
包括作物秸秆、畜禽粪便、生活污泥、加工类有机废物、园林修剪废物、生物质垃圾等。
3.2堆肥化堆肥化是指在一定的水分、C/N比和通风等人工控制条件下，通过微生物的作用，实现固体有机废物无害化、稳定化的过程。
30-固体废物处理与资源化-利用-堆肥处理技术
第二节 堆肥化基本原理及其影响因素
一、好氧堆肥原理及过程 (一)好氧堆肥基本原理 好氧堆肥是在有氧的条件下，借好氧微生物 (主要是好氧茵)的作用来进行的。在堆肥过程 中，生活垃圾中的溶解性有机物质透过微生物 的细胞壁和细胞膜而为微生物所吸收，固体的 和胶体的有机物吸附着在微生物体外，微生物 所分泌的胞外酶分解为溶解性物质。
进入20世纪90年代后，垃圾的堆肥化处理技术的应用又重 新出现回升趋势，垃圾堆肥技术的应用，注意了从源头分 拣，避免垃圾中的有害成分进入堆肥中。欧美各国目前采 用的堆肥技术强调只能用于庭院修剪物、果品蔬菜加工的 废弃物以及养殖场的动物粪便和酿造行业的废弃物。在发 酵中又采用厂生物发酵技术提高了肥料中的N、P成分，从 而保证了堆肥的质量。最终制作成便于运输和施用的颗粒 形状。
通常所说的堆肥化一般是指好氧堆肥化，这是因 为厌氧微生物对有机物分解速度缓慢，处理效率 低，容易产生恶臭，其工艺条件也比较难控制。 最近，在欧洲一些国家已经对堆肥化的概念进行 了统一，定义堆肥化就是“在有控制的条件下， “在有控制的条件下， 微生物对固体和半固体有机废物进行好氧的中温 或高温分解，并产生稳定腐殖质的过程” 或高温分解，并产生稳定腐殖质的过肥化技术应用的历史也较长。早期主要是在农 村利用人畜粪便和农业废物生产农家肥，逐步发展到 处理城市生活垃圾。初期的垃圾堆肥化处理技术是将 垃圾露天堆积。表面用土壤覆盖，在厌氧或自然通风 条件下进行发酵，得到的产品简单筛分后用于农肥。 这种推肥化方法尽管设施简陋，也存在发酵周期长、 产品腐熟度和均匀性较差等缺点，但由于投资省、操 作简便、可以有效地消纳垃圾。
再渗入细胞，微生物通过自身的生命活动-氧化、 还原、合成等过程，把-部分被吸收的有机物氧化 成简单的无机物，并放出生物生长活动所需要的 能量，把另一部分有机物转化为生物体所必需的 营养物质，合成新的细胞物质，于是微生物逐渐 生长繁殖，产生更多的生物体
固体废物的好氧堆肥处理
环境学院：固体废物处理与处置
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2、好氧堆肥化过程
堆肥是一系列微生物活动的复杂过程，包含着堆肥 原料的矿质化和腐殖化过程。
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补充知识点三：矿质化和腐殖化
有机物生物降解会向两个方向转化：
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异化作用就是生物的分解代谢。是生物体将体 内的大分子转化为小分子并释放出能量的过程。 呼吸作用是异化作用中重要的过程。 简单说，异化作用就是把自己变成非己。 异化作用的实质是生物体内的大分子，包括蛋 白质、脂类和糖类被氧化并在氧化过程中放出 能量。 有氧的异化作用中，糖、脂类、蛋白质等变为 含羧基的化合物并进行了脱羧的酶促反应，生 成二氧化碳；而氢则由脱氢酶激活在线粒体内 经过呼吸链的传递将底物还原逐步释放能量， 自身被氧化生成水。
供氧量 含水率 温度和有机物含量 颗粒度 C/N比和C/P比 pH值
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3.1 供氧量
氧气是堆肥过程有机物降解和微生物生长所必需的 物质。保证较好的通风条件、提供充足的氧气是好 氧堆肥过程正常运行的基本保证。
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1、好氧堆肥的基本原理
好氧微生物在与空气充分接触的条件下，使堆肥原料中 的有机物发生一系列放热分解反应，最终使有机物转化 为简单而稳定的腐殖质的过程。 在堆肥过程中，微生物通过同化和异化作用，把一部分 有机物氧化成简单的无机物，并释放出能量，把另一部 分有机物转化合成新的细胞物质，供微生物生长繁殖。
腐殖质在土壤中可以呈游离的腐殖酸和腐殖酸盐类状态存 在，也可以呈凝胶状与矿质粘粒紧密结合，成为重要的胶 体物质。
城镇固体废物综合处理技术及治理措施
82 |同质量固体废物的投资上，要比单纯的焚烧处理投入成本低。
堆肥处理也存在着一定的弊端，它不能够处理不可腐烂的有机物和无机物。
比如固体废物中的石块、金属、玻璃等废弃物不能够被微生物所分解，因此必须要分拣出来另行处理，对废处理存在着无害化程度低的特点，但是堆肥的周期相对较长，不仅占用了大量的面积，而且卫生条件差。
堆肥处理产生的肥料效果比较低、成本却相对较高，因此与其他处理肥料小相比，销售比较困难，难以产生较大的经济性。
仅仅靠堆肥处理办法只能处理15%左右的固体废物组分，在具体使用堆肥技术时首先应该将固体废弃物进行分类，然后再将易腐蚀的废物进行发酵，才能够有效地防治重金属的深入，保证有机肥的产量能够达到国家的标准，从而实现无害化。
1.3 焚烧处理焚烧处理办法是针对于固体废物中的可燃物，通过对这些可燃物进行焚烧会释放出热量，同时也会产生一些烟气和固体残渣。
为了体现出节能、环保性，需要对热能进行回收，可以进行发电，然后对排放的烟气要进行净化的处理，残渣也要进行有效地消化，从而保护环境，减少污染。
焚烧处理技术具有其自身的特点，比如处理量比较大、兼容性好，而且无害化比底。
因此这种处理方法使用相对较为普遍。
但是需要注意的是焚烧处理应用时如果达不到一定的规模，占地面积小会对周边环境产生很大的影响。
在进行焚烧处理时还涉及到气化处理、热解处理等新的方法，目前正处在研究和试验阶段，并没有进行大规模的使用[2]。
2 城市固体废物综合处理技术在对固体废弃物进行综合处理时也就是将堆肥、焚烧和填埋三者有机结合在一起进行综合处理，这种综合处理的办法能够提高废物处理率，而且能够有效地提高废物的回收利用率，从而使得资源得到了充分的回收再利用。
通过采取综合处理办法能够减少单一处理存在的缺点和难点。
在具体操作的过程当中，可以将城市的固体废物分选为无机物、回收物、可燃物和有机物。
其中无机物可以包括砖头瓦砾、煤灰、地灰等这些可以进行填埋，也可以生产成建材；而对于一些回收物，比如金属、玻璃、塑料、纸张等可以加强回收再利用。
固体废物处理与处置(好氧堆肥)
理、建堆、翻堆和储存4个工序组成。主要技术环节有以
下几点：
（1）场地
①空间：应足够大。
②场地表面：必须坚固和有坡度。当采用坚硬的 材料(如道路沥青和混凝土)时，场地表面坡度 不小于1%；当采用不够坚硬的材料(如砾石和炉 渣)时，其坡度应不小于2%。 ③渗滤液收集和排除系统：至少包括排水沟和贮 水池。面积大于20,000m2的场地或雨量多的地 区都必须建贮水池，用以收集堆肥渗滤液和雨 水。 ④其它设施：屋顶、挡风墙。
3、堆肥无害化的机理——热灭活理论
好氧堆肥化能提供杀灭病原体所需要的热量，（病原体）细胞 的热死主要是由于酶的热灭活所致。其依据的理论主要是热 灭活理论。 热灭活有关理论指出：
(1)温度超过一定范围时，以活性型存在的酶将明显降低，大部 分将呈变性(灭活)型。细胞会失去功能而死亡。
(2)热灭活作用是温度与时间两者的函数，即经历高温短时间或 者低温长时间同样有效。 (3)在低温下，灭活是可逆的；而在高温下，则是不可逆的。 实际因素会限制热灭活效率，所以实际操作时，堆肥无害化 温度—时间条件要比理论上更高一些。即在较高的温度维持 较长时及主要技术环节
不同堆肥技术的主要区别在于维持堆体物料均匀 及通气条件所使用的技术手段的不同。堆肥化系 统有多种分类方法。 按堆制方式可分为间歇堆积法和连续堆积法； 按需氧程度分为有好氧堆肥和厌氧堆肥； 按温度分为有中温堆肥和高温堆肥； 按技术分为有露天堆肥（野积式堆肥）和机械密封 堆肥（工厂化机械堆肥） ； 按原料发酵所处状态分为静态发酵法和动态发酵法。
工艺方法——高温堆肥技术处理固体废物
工艺方法——高温堆肥技术处理固体废物工艺简介高温堆肥就是将人粪尿、禽畜粪尿和秸秆等堆积起来，使细菌和真菌等大量繁殖，细菌和真菌等可以将有机物分解，并且释放出能量，形成高温。
高温堆肥是生产农家肥料的重要方式。
高温堆肥过程中形成高温，也可以杀死各种病菌和虫卵。
高温堆肥适用于可生物降解的有机物含量大于40%的垃圾。
堆肥处理是利用自然界广泛存在的微生物的氧化和分解能力，在一定温度、湿度和pH值条件下，有控制地促进固体废弃物中的可降解有机质发生生物化学降解，形成一种稳定腐殖质的生物化学过程，产生的堆肥是优质的土壤改良剂。
高温堆肥可以分为一般堆肥和高温堆肥两种，前一种的发酵温度较低，后一种的前期发酵温度较高，后期一般采用压紧的措施。
高温堆肥对于促进农作物茎秆、人畜粪尿、杂草、垃圾污泥等堆积物的腐熟，以及杀灭其中的病菌、虫卵和杂草种子等具有一定的作用。
高温堆肥可以采用半坑式堆积法和地面堆积法堆制。
前者的坑深约1m，后者则不用设坑。
两者都是需要通气沟，以利于好氧微生物的生活。
两者都需要铺一层农作物秸秆等，再铺一层人畜的粪尿，并泼一些石灰水（碱性土壤地区则不用泼石灰水），然后盖一层土。
一般发酵56℃以上5-6d，高温50℃-60℃持续10d即可。
如果堆肥的温度骤然下降，则应及时补充水分。
待堆肥的温度降低到40℃以下时，高温堆肥中的有机物就大部分形成腐殖质了。
目前堆肥处理的主要对象是城市生活垃圾和污水处理厂污泥、人畜粪便、农业废弃物、食品加工业废弃物等。
目前堆肥处理的主要对象是城市生活垃圾和污水处理厂污泥、人畜粪便、农业废弃物、食品加工业废弃物等。
但有机物的分解难完全，无量化难彻底，堆肥时间长，占地面积大，且有机肥的肥力较差，在国内垃圾处理总量中，堆肥占到10%-20%，这几年来其比例有明显下降。
综合而言，垃圾高温堆肥可以实现资源化利用，但是堆肥效率较低，周期较长。
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（3）腐殖质有螯合作用和缓冲作用。对于作物有害的铜、
铝、镉等重金属可与腐殖质发生螯合反应而降低其危害程度， 有利于植物生长。当土壤中腐殖质多时，即使肥料施得过多或 过少，也不易受到损害；即使气象条件恶化也可减轻其影响； 即使其他条件稍微恶化，也能减少冲击和缓和影响。例如水分 不足时，可防止植物枯萎，起到似类于缓冲器的作用。
（4）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，也有助于根系发育和伸长；将富有微生物的堆肥施
于土中可增加土壤中微生物数量。微生物分泌的各种有效成分 能直接或间接地被植物根吸收而起到有益作用，故堆肥是昼夜 均有效的肥料。
生的以甲烷为主的气体混合物。污泥厌氧消化过程产生的 消化气体。城市固体废物填埋场生物降解过程中产生的生 物气以及广大农村用农业废物厌氧发酵收集的气体都是沼 气。因此，沼气化技术应用面十分广泛。
沼气是一种比较清洁且热值较高的气体燃料，固体废物的
沼气化对节约能源、增加有机肥料、改善环境卫生都有重要
（3） 可以将大量有机固体废物通过各种工艺转换成有 用的物质和能源（例如产生沼气、生产葡萄糖、微生物 蛋白质等）。
（4）堆肥化可减重、减容均约为50％。
3、生物转换的理论基础
（1）微生物的代谢作用 微生物同所有生物一样，在生命活动过程中从周围环境吸 取养料，并在体内不断进行物质转化和交换作用，这种过程称 之为新陈代谢，简称代谢。代谢作用大体上分二大类：物质分 解及提供能量的代谢称为分解代谢；消耗能量合成生物体的代 谢，称为合成代谢，两种代谢是不可分割，互为依存的。
2、堆肥化的重要意义 （1） 对城市固体废物进行处理消纳，实现稳定化、无害 化，可以避免或者减轻城市垃圾的大量堆积，影响市容及城 市垃圾自然腐败，散发臭气，传播疾病，从而对环境造成的 恶劣影响。 （2） 可促进上述自然界物质循环与人类社会化物质循环 的统一，可以把固体废物中的适用组分尽快地重新纳入自然 循环（例如生产堆肥用以施肥、改造土壤，可回归农田生态 系统中去）；
把实现有机固体废物资源化作为固体废来自无害化处理、处臵的 重要手段。 有机固体废物的堆肥化能同时满足上述两方面要求，所以得 到各国应有的重视。
（2）沼气化 有机固体废物沼气化是另一种成熟的生物转换技术。沼 气亦称生物气，是有机物质在隔绝空气和保持一定的水分、
温度、酸碱度条件下，经过多种微生物的发酵分解作用产
厌氧生物处理法 这是在没有游离氧的情况下，以厌氧微生物为主对有机 物进行降解、稳定的一种无害化处理。在这种厌氧生物处 理过程中，复杂的有机化合物被降解、转化为简单、稳定 的化合物，同时释放能量。其中，大部分能量以CH4形式 出现，这是一种可燃气体，可回收利用。同时，仅少量有 机物被转化、合成为新的细胞组成部分。
（2）微生物的种类 在固体废物生物处理过程中，有各种微生物发挥作用。微 生物种类繁多，大致可以作如下分类：
对于所有微生物来说，凡是生活时需要氧气的都可以称 为好氧微生物，只有在无氧环境中才能生长的称为厌氧微 生物，在无氧和有氧的环境中都能生活的统称为兼氧性微 生物。
（3）生物处理方法 根据在处理过程中起作用的微生物对氧气要求的不同， 生物处理可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两类。
4、固体废物生物转换技术的应用 （1）堆肥化
随着生产力发展和科技进步，堆肥化技术得到不断改进。
一方面，人工堆肥是有机肥，对改善土壤性能与提高肥力维 持农作物长期的优质高产方面都是有益的，是农业、林业生产需 要的。
另一方面，各国有机固体废物数量逐年增加，需要对其处理
的卫生要求也日益严格，从节省资源与能源角度出发，有必要
好氧生物处理法 这是一种在提供游离氧的条件下，以好氧微生物为主使有机 物降解、稳定的无害化处理方法。固体废物中存在的各种有机 物（分子量大、能位高）作为微生物的营养源，经过一种生化 反应，逐级释放能量，最终转化成分子量小，能位低物质而稳 定下来，达到无害化的要求，以便利用或进一步妥善处理，使 其回到自然环境中去。
作用，因而是一种经济而理想的生物转换技术。
5、堆肥的作用
使用堆肥后，能够增加土壤中稳定的腐殖质，形成土壤的
团粒结构，并有一系列作用： （1）使土质松软，多孔隙易耕作，增加保水性、透气性及 渗水性，改善土壤的物理性能； （2）肥料成分中氮、钾、铵等都以阳离子形态存在。由于
腐殖质带阴电荷，吸附阳离子，有助于粘土保住阳离子，即
固体废物堆肥处理技术
内容
1 概述 2 堆肥化的基本原理 3 好氧堆肥化的基本工艺过程 4 堆肥化处理过程的几种组合形式 5 影响固体废物堆肥化的主要因素
1
概述
1、堆肥化定义 堆肥化（composting）是在人工控制下，在一定的水分、碳 氮比和通风条件下，通过微生物的发酵作用，将有机物转变为 肥料的过程。 更科学一点讲：堆肥化是依靠自然界广泛分布的细菌、放线 菌、真菌等微生物，人为地将可生物降解的有机物向稳定的腐 殖质生化转化的微生物学过程。堆肥化的产物称为堆肥 (compost）。 有机固体废物的堆肥化技术是进行稳定化、无害化处理的重 要方式之一，也是实现固体废物资源化、能源化的技术之一。
在自然界中存在着大量依靠有机物生活的微生物，它们 有氧化分解有机物并将其转化为无机物的巨大功能（生物 能）。而且具有分布广，繁殖快，容易发生变异等特性。 正是这些微生物（分解者），作为生态系统组成的重要环 节，不断进行着有机物的分解与无机化（矿化），促进了 上述循环的正常进行。
另一方面，人们生产和生活过程中不断产生各种各样的固 体废物，对整个社会而言就是生产––消费––废物的一个不 断的循环系统。 人类通过各种手段，借助于上述微生物的生物能，对固体 废物进行生物处理，实现固体废物（主要是有机固体废物）的 稳定化、无害化与资源化的技术就统称为固体废物的生物转换 技术。