固体废物的生物处理.ppt
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固体废物的生物处理(3)
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9.2.2堆肥化原理
细胞质的合成
n(CxHyOf)NH3(nxn4yn2z5x)O2 C5H7NO2(细 胞 质 )(nx5)CO21 2(ny4)H2O能 量
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9.2.2堆肥化原理
细胞质的氧化
C 5 H 7 N 2 ( 细 O ) 5 O 胞 2 5 C 2 质 2 O H 2 O N 3 能 H
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9.2.2堆肥化原理
好氧堆肥化是在有氧条件下，依靠好氧微生物 (主要是好氧细菌)的作用来进行的。
可溶性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜 被微生物直接吸收；
不溶的胶体有机物质，先被吸附在微生物体外， 依靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性物质， 再理
固体废物处理
使学生了解和掌握常见 固体废弃物资源化和处理的 常用技术和方法
教学ppt
1
第九章 固体废物的生物处理
教学目标:
1.掌握堆肥化概念和好氧堆肥原理； 2.了解并掌握堆肥化过程； 3.熟悉好氧堆肥程序、工艺、装置并掌握好氧堆肥
的影响因素； 4.掌握有机物的厌氧发酵过程； 5.理解并掌握厌氧发酵的影响因素及其控制；
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，有必要把实现有机固体废物资源化 作为固体废物无害化处理、处置的重要手段。
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9
9.1生物处理理论基础
厌氧生物处理法，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。
C xH y O z (x 1 2 y 1 2 z)O 2 xC 2 1 2 O y2 H O 能量
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9.2.2堆肥化原理
第八章固体废物的生物处理优秀课件
8.1 好氧生物降解制堆肥
现如今堆肥发酵已实现机械化和自动化，并且已发展到以 城市生活垃圾、污水处理厂的污泥、人畜粪便、农业废物 及食品工业废物等为原料。
表8.1 常见可生物降解处理的固体废物种类和来源
固体废物种类 主要来源
城市固体废物 主要有污水处理厂剩余污泥和有机生活垃圾
工业固体废物 主要包括含纤维素类固体废物、高浓度有机废水、发酵工
⒈ 有机物含量 ①对生活垃圾进行预处理，通过破碎、筛分等工艺去掉原 料中的部分无机成分，使城市垃圾中有机物含量提高到50% 以上。 ②堆肥前可向垃圾原料中掺入一定比例的稀粪、城市污水、 畜粪等。在这些掺进物中，以掺稀粪者为最多，最主要的 理由是既可增加堆肥原料中的有机物含量，又可调节原料 的含水率，同时又解决了现代城市粪便处理或下水污泥处 理的出路问题。
（8-2）
8.1.2 堆肥的原理
②细胞质的合成（包括有机物的氧化，并以NH3做氮源）
n Cx HyOf
NH3
nx
ny 4
nz 2
5x
O2
C5H7
NO2
细胞质
+
nx
5
CO2
1 2
ny
4
H
2O
能量
（8-3）
③细胞质的氧化
C5H7 NO2 细胞质 +5O2 5CO2 2H2O NH3 能量 （8-4）
8.1.2 堆肥的原理
堆肥过程中主要经历两次升温，将其分为三个阶段：起始 阶段、高温阶段和熟化阶段。每一阶段各有其独特的微生 物类群。 ①起始阶段 堆制初期，堆层呈中温（15～45℃），故也称为中温阶段。 此时，嗜温菌活跃，并利用可溶性小分子物质（糖类、淀 粉等）不断增殖。
固体废物处理与处置(厌氧发酵)ppt课件
(4)有毒物质
①重金属离子对甲烷发酵的抑制－使酶发生变性或者 沉淀。与酶结合产生变性；与氢氧化物使酶沉淀。
②阴离子的毒害：主要是S2- ，来源：无机硫酸盐还 原；蛋白质分解释放出S2-。
③氨的毒害： [NH4+]>150mg/L ，发酵受抑制。
物质浓度
碱金属和碱土金属Ca2+ ， Mg2+ ，Na+ ，K+ 重金属Cu2+ ，Ni2+ ，Zn2+ ， Hg2+ ，Fe2+ H+和OH ―
n 原料的收集和预处理； n 接种物的选择和富集； n 沼气发酵装置形状选择； n 启动和日常运行管理； n 副产品沼渣和沼液的处置等技术措施。
1、传统沼气发酵工艺类型
(1)根据发酵温度分类 高温发酵：产气率高，但CH4比例低且不稳定； 中温发酵：产气率较高，能量回收较理想，应用普遍。太阳
能保温。
④甲烷化阶段：乙酸和H2 被甲烷细菌(乙酸分解甲
烷细菌和H2氧化甲烷细 菌)利用生成甲烷。
(四)、影响发酵的环境条件
(1)温度因素：随着温度升高有机物分解速度加快，产气量增大。 温度变化范围为(±1.5~2.0)℃。
①低温发酵：低于20℃ ，产气量低，受气候影响大，不加料情 况下35d。
②中温发酵： 37℃ ，产气量约1~1.3m3/(m3 ·d)；发酵时间20d ， 卫生化低。
n 浮沉式气罩由水封池和气罩两部 分组成。当沼气压力大于气罩重 量时，气罩便沿水池内壁的导向 轨道上升，直至平衡为止。当用 气时，罩内气压下降，气罩也随 之下沉。
n 特点： 将发酵间与贮气间分开， 具有压力低、发酵好、产气多等 优点。 顶浮罩式沼气贮气池造价 比较低，但气压不够稳定。侧浮 罩式沼气贮气池气压稳定，比较 适合发酵工艺的要求，但对材料 要求比较高，造价昂贵。
第六章 固体废物的生物处理.ppt
• 堆肥是一种人工过程，与卫生填埋场的自然降解 不同；堆肥是一个生物化学过程；堆肥化降解的 是固体废物中的可降解组分；其产品是腐殖质；
• 堆肥化产品称为堆肥，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
6.1.2 堆肥基本原理
• 好氧堆肥是指在 有氧的条件下，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。
• 含水量过高时的调节方法是：采用锯末或稻草进 行调节
微生物
• 堆肥化是一个生物过程，整个过程受到微 生物的直接影响，因此所有的影响因素的 调节都是围绕促进微生物增殖服务。
• 微生物的接种与数量多少、种类也影响整 个堆肥化过程；在实践中采用微生物接种、 加入特殊菌剂等措施加速堆肥化进程
6.1.4 好氧堆肥工艺流程
• 堆肥过程中有机废物中的可溶性有机物可透过微 生物的细胞壁和细胞膜被微生物直接吸收，不同 的胶体有机物质，则先吸附于微生物体外，通过 微生物分泌的胞外酶分解为可溶性物质，再渗入 细胞
• 与微生物降解水中有机物过程相类似，产物是二 氧化碳和污泥，产物是二氧化碳和堆肥产品
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
• 现代化堆肥一般为好氧堆肥，其工艺流程 主要有以下几部分：
前处理 主发酵 后发酵 后处理 脱臭 储存
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
• 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
• 堆肥化产品称为堆肥，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
6.1.2 堆肥基本原理
• 好氧堆肥是指在 有氧的条件下，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。
• 含水量过高时的调节方法是：采用锯末或稻草进 行调节
微生物
• 堆肥化是一个生物过程，整个过程受到微 生物的直接影响，因此所有的影响因素的 调节都是围绕促进微生物增殖服务。
• 微生物的接种与数量多少、种类也影响整 个堆肥化过程；在实践中采用微生物接种、 加入特殊菌剂等措施加速堆肥化进程
6.1.4 好氧堆肥工艺流程
• 堆肥过程中有机废物中的可溶性有机物可透过微 生物的细胞壁和细胞膜被微生物直接吸收，不同 的胶体有机物质，则先吸附于微生物体外，通过 微生物分泌的胞外酶分解为可溶性物质，再渗入 细胞
• 与微生物降解水中有机物过程相类似，产物是二 氧化碳和污泥，产物是二氧化碳和堆肥产品
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
• 现代化堆肥一般为好氧堆肥，其工艺流程 主要有以下几部分：
前处理 主发酵 后发酵 后处理 脱臭 储存
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
• 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
固体废物生物处理ppt课件
堆肥原料
碳氮是堆肥微生物所需要的主要能量来源和物质来源，合 适的碳氮比是保证堆肥成功的关键因素之一，因此，堆肥常 需要含碳较多的原料与含氮多的原料合理搭配（20：1~30：1 ）。
好氧堆肥是在有氧条件下，好氧微生物通过自身的分解代谢和 合成代谢过程，将一部分有机物分解氧化成简单的无机物，从中 获得微生物新陈代谢所需要的能量，同时将一部分的有机物转化 合成新的细胞物质的过程（见图2-2）。
图2-5是采用翻堆供氧和强制通风供氧进行污泥堆肥的温度变化图 ，从中可明显区分出不同堆肥阶段。
翻堆供氧
强制通风供氧
堆肥过程中微生物群落变化
Organism
Mesophilic Thermophilic Stabilization Specie
stage
stage
stage
s
present
-------------------- # g-1 --------------------
搅拌翻堆设备
强制通风式固定垛发酵工艺（Aerated static pile）
该工艺与前者不同之处就在于物料在堆肥过程中不需要翻堆， 氧气的供应是通过机械鼓风或抽风方式来提供，该工艺在污泥堆 肥中应用非常普遍,其流程如图2-8所示。
具体做法
① 将脱水污泥与蓬松剂混合，体积比可为1:1, 1:2, 1:3； ② 在堆肥场地上铺设小木块或蓬松剂约20cm； ③ 在上述基础上，将污泥与蓬松剂的混合物堆成高约1.5～2M的垛； ④ 将垛的表面覆盖一层过筛后的堆肥产物(厚约20cm)或覆盖一层塑料
发酵仓式堆肥法
现代化的城市垃圾堆肥法通常由预处理（包括分选、破碎、 含水率和C/N比的调整等）、一次发酵（也称主发酵，指从发酵 初期开始，经中温、高温然后到达温度开始下降的整个过程，一 般为2～3周）、二次发酵（也称后发酵，指堆肥经过高温阶段， 温度开始下降直至温度稳定至35-40℃、达到腐熟的阶段，一般 需3-4周）、后处理（包括去除杂质和进行必要的破碎处理）、 脱臭及贮存等工序组成。
3固体废弃物的生化处理学-PPT课件
（2）高温阶段 嗜热性微生物迅速繁殖，在供养条件 下，大部分较难降解的有机物（蛋白质、纤维等） 继续氧化分解，同时释放能量，温度60-70度； 有机物分解完毕，养料减少，嗜热性微生物停止活动， 当温度稳定在40度左右，堆肥基本达到稳定，形成 腐殖质。 （3）熟化阶段 冷却后的堆肥，一些新的微生物借助 参与有机物（包括死掉的细菌残体）而生长，将 堆肥过程最终完成。
§3-1 堆肥法（Compost）
原料 传统： 秸秆、落叶、野草和禽畜粪便堆积发 酵制作肥料。 本世纪20年代后：生活垃圾、污水污泥、人和 禽畜粪便以及农林废物等
工艺 传统:手工操作和自然堆积方式，并依靠自发的生 物转化作用，发酵周期长，处理量小 本世纪20年代后；出现了机械堆制技术
一、 堆肥化概念及发展过程
2、堆肥过程参数
①、供氧量 空气量少，大量微生物死亡，分解速度 慢；多，温度降低，不利于耐热菌。 最佳量：实际空气量为理论空气量的210倍 方式：强制通风、翻堆搅拌， 需适当的物料空隙率
②、含水率
影响：溶解有机物，参与微生物的新陈代谢
可以调节堆肥温度 一般，含水率水分低于20%，微生物死亡；过高，原料紧 缩，空隙率小，导致空气量小，转化成厌氧反应；同时 水分蒸发过多，温度达不到要求，影响堆肥效果。 最佳含量：在50-60%（质量分数）为宜，55%左右为最 理想，此时微生物分解速度最快。 对高含水量的垃圾可采用机械压缩脱水，使脱水后的垃圾 含水率在60%以下，也可以在场地和时间允许的条件下， 将物料摊开，搅拌使水分蒸发。还可以在物料中加入稻 草、木屑、干叶等松散或吸水物。而对低含水量的垃圾 （低于30%），可添加污水、污泥、人畜尿粪等。
(I) 直观经验法：成品氓肥显棕色或陪灰色，并具有霉臭
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• 堆温一般可达到65～70℃，或者更高。此时，嗜温菌受到 抑制或死亡，嗜热菌大量繁殖，逐渐替代嗜温菌的活动。
(nx
ny 4
nz 2
5x)O2
（C细5H胞7 N质02）＋（n
5)CO2
ny 2
4
H
2O
能量
c. 细胞质的分解反应(decomposition reaction)
• 细胞质的分解反应是细胞质内源呼吸所引起的反应：
C5 H 7 NO2 5O2 5CO2 2H 2O NH 3 能量
嗜热性微生物（细菌、放线菌和真菌的一些群落）；分 解残留可溶性物质，纤维素、半纤维素、蛋白质，温度 ↗45~70℃，可有效杀灭虫卵和病原菌
好
嗜温性微生物为主，残余有机物 被分解，腐殖质不断积累，温度
氧
↘40 ℃左右
堆
肥
过
程
微生物进入一个新环 嗜温性细菌、酵母菌、放线菌为主，分解最 境，微生物适应环境 易分解的可溶性物质——淀粉、单糖、蛋白 过程，温度不升高。 质等，产生大量热能，温度↗45℃
堆肥化过程(composting process)
Ca HbOc Nd
ny
2S 2
r
c
O2
nCwH xOy N zFra biblioteksCO2
rH 2O
(d
nx)HN3
能量
式中：S＝a nw
r 0.5 • b nx 3(d nx)
若有机物完全分解，则反应式表示为：
Ca H bOc N d
a
b 3d 4
C 2
O2
aCO2
b 3d 2
H 2O dHN3
解反应可表示为：
Cs H t N u Ov aH 2O bO2 Cw H x N y Oz CH 2O(堆肥) ＋dH 2O(气) eH 2O(水) fCO2 gNH 3 能量
按生成物表示的反应
以存C在a堆Hb肥Oc产Nd品表中示的固抗体性废有物机中物的(有稳机定物的，难以降C解w的Hx有Oy机N物z表)示， 则好氧分解反应可表示为：
（2）中温阶段(温度25～45℃)
• 此阶段嗜温菌最活跃，他们主要利用物料中 可溶解性的有机物，如糖类、淀粉，大量繁 殖，在转换和利用化学能的过程中释放出细 胞合成所需的多余能量，加上物料的保温作 用，使温度不断上升。
• 以细菌、真菌和放线菌为主的微生物在此阶 段迅速繁殖。
（3）高温阶段(温度>45℃)
• 实际上，堆肥化的好氧和厌氧是相对的，在好氧过程 中，由于原料颗粒较大且不均匀，不可避免存在厌氧 发酵过程；反之，由于密封不严，厌氧过程中也会有 好氧菌的作用。
好氧堆肥原理
好氧堆肥是以好氧菌为主的微生物对有机废物进行吸收、 氧化、分解的复杂生物化学反应过程。在堆肥过程中，好 氧菌通过自身的生命活动，以废物中的有机物为养料，将 其一部分氧化分解成简单的无机物并释放出微生物生长所 需的能量，将其另一部分合成为新的细胞物质，使微生物 生长繁殖。
基本概念和原理
• 固体废物的生物处理：直接或间接利用生物体的 机能，对固体废物的某些组成进行转化以建立降 低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效 净化环境污染，同时又生产有用物质的工程技术。
• 原理：采用生物处理技术，利用微生物（细菌、 放线菌、真菌）、动物（蚯蚓等）或植物的新陈 代谢作用，固体废物可通过各种工艺转换成有用 的物质和能源（如提取各种有价金属、生产肥料、 产生沼气、生产单细胞蛋白等），既能实现减量 化、资源化和无害化，又能解决环境污染问题。
a. 有机物的氧化反应(oxidizing reaction)
• 按反应物表示的反应 • 按生成物表示的反应
按反应物表示的反应
以CxHyOz表示固体废物中的不含氮的有机物，则好氧分解反应
可表示为：
CxH
yOz
x
1 2
y
1 2
z O2
xCO2
1 2
yH 2O 能量
以CsHtNuOv·aH2O表示固体废物中的含氮有机物，则好氧分
有机废物的好氧分解过程很复杂，可以下列通式表示：
有机物＋O2 微生物细胞质＋CO2＋H2O＋NH3＋SO4－2＋ ＋抗性有机物＋热量
好氧堆肥有机物的生物化学反应
根据微生物在降解有机物过程中的行为，有机物的生物化 学反应有以下三种：
• 有机物的氧化反应(oxidizing reaction) • 细胞质的合成反应(synthetic reaction) • 细胞质的分解反应(decomposition reaction)
能量
有机物的氧化反应表示细菌的异化作用，即将有机物转化 为其它物质的反应，根据上述两个化学反应式可以求出堆 肥化生物分解过程的理论需氧量。
b. 细胞质的合成反应(synthetic reaction)
细胞质的同化作用是以NH3作为氮源，细胞质的合成作用 包括有机物的氧化过程。
nCx H
yOz
NH 3
b.厌氧堆肥(anaerobic composting)
• 在无氧条件下，厌氧微生物对有机物进行分解转化的 过程。
• 厌氧堆肥的最终产物是CH4、CO2、热量和腐殖质。 • 厌氧堆肥过程中，空气与发酵原料隔绝，堆制温度低
，工艺较简单，成本低，对原料的适应性强，成品肥 中氮素保留较多，但工艺条件较难控制，堆肥周期长 ，有机物分解速度缓慢，处理效率低，容易产生恶臭 ，有机物分解不完全，产品质量低，肥效差。
• 堆肥化过程中发生的生物化学反应是极其复杂的， 目前尚难进行精确的描述。在实际设计和操作过程 中，通常根据温度的变化情况分为以下四个阶段 (见下图)。 –潜伏阶段 –中温阶段 –高温阶段 –熟化阶段
（1）潜伏阶段(温度在内25℃以下)
• 此阶段为堆肥化的初期阶段； • 是微生物适应新环境的过程，也叫驯化过程。
a.好氧堆肥(aerobic composting)
• 在有氧状态下，好氧微生物对有机废物进行分解转化的过 程。
• 最终产物主要是H2O、CO2、热量和腐殖质。 • 好氧堆肥主要用于处理城市垃圾，堆肥系统的温度一般为
50～65℃，最高可达80～90℃，堆肥周期短，能连续操作， 因此，也称为高温快速堆肥； • 好氧堆肥的肥料质量好，可以制作有机颗粒肥料。 • 不足之处：需要对原料进行比较严格的分选,需要强制通 风和机械搅拌,对设备要求高，运行能耗大，投资大等。
(nx
ny 4
nz 2
5x)O2
（C细5H胞7 N质02）＋（n
5)CO2
ny 2
4
H
2O
能量
c. 细胞质的分解反应(decomposition reaction)
• 细胞质的分解反应是细胞质内源呼吸所引起的反应：
C5 H 7 NO2 5O2 5CO2 2H 2O NH 3 能量
嗜热性微生物（细菌、放线菌和真菌的一些群落）；分 解残留可溶性物质，纤维素、半纤维素、蛋白质，温度 ↗45~70℃，可有效杀灭虫卵和病原菌
好
嗜温性微生物为主，残余有机物 被分解，腐殖质不断积累，温度
氧
↘40 ℃左右
堆
肥
过
程
微生物进入一个新环 嗜温性细菌、酵母菌、放线菌为主，分解最 境，微生物适应环境 易分解的可溶性物质——淀粉、单糖、蛋白 过程，温度不升高。 质等，产生大量热能，温度↗45℃
堆肥化过程(composting process)
Ca HbOc Nd
ny
2S 2
r
c
O2
nCwH xOy N zFra biblioteksCO2
rH 2O
(d
nx)HN3
能量
式中：S＝a nw
r 0.5 • b nx 3(d nx)
若有机物完全分解，则反应式表示为：
Ca H bOc N d
a
b 3d 4
C 2
O2
aCO2
b 3d 2
H 2O dHN3
解反应可表示为：
Cs H t N u Ov aH 2O bO2 Cw H x N y Oz CH 2O(堆肥) ＋dH 2O(气) eH 2O(水) fCO2 gNH 3 能量
按生成物表示的反应
以存C在a堆Hb肥Oc产Nd品表中示的固抗体性废有物机中物的(有稳机定物的，难以降C解w的Hx有Oy机N物z表)示， 则好氧分解反应可表示为：
（2）中温阶段(温度25～45℃)
• 此阶段嗜温菌最活跃，他们主要利用物料中 可溶解性的有机物，如糖类、淀粉，大量繁 殖，在转换和利用化学能的过程中释放出细 胞合成所需的多余能量，加上物料的保温作 用，使温度不断上升。
• 以细菌、真菌和放线菌为主的微生物在此阶 段迅速繁殖。
（3）高温阶段(温度>45℃)
• 实际上，堆肥化的好氧和厌氧是相对的，在好氧过程 中，由于原料颗粒较大且不均匀，不可避免存在厌氧 发酵过程；反之，由于密封不严，厌氧过程中也会有 好氧菌的作用。
好氧堆肥原理
好氧堆肥是以好氧菌为主的微生物对有机废物进行吸收、 氧化、分解的复杂生物化学反应过程。在堆肥过程中，好 氧菌通过自身的生命活动，以废物中的有机物为养料，将 其一部分氧化分解成简单的无机物并释放出微生物生长所 需的能量，将其另一部分合成为新的细胞物质，使微生物 生长繁殖。
基本概念和原理
• 固体废物的生物处理：直接或间接利用生物体的 机能，对固体废物的某些组成进行转化以建立降 低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效 净化环境污染，同时又生产有用物质的工程技术。
• 原理：采用生物处理技术，利用微生物（细菌、 放线菌、真菌）、动物（蚯蚓等）或植物的新陈 代谢作用，固体废物可通过各种工艺转换成有用 的物质和能源（如提取各种有价金属、生产肥料、 产生沼气、生产单细胞蛋白等），既能实现减量 化、资源化和无害化，又能解决环境污染问题。
a. 有机物的氧化反应(oxidizing reaction)
• 按反应物表示的反应 • 按生成物表示的反应
按反应物表示的反应
以CxHyOz表示固体废物中的不含氮的有机物，则好氧分解反应
可表示为：
CxH
yOz
x
1 2
y
1 2
z O2
xCO2
1 2
yH 2O 能量
以CsHtNuOv·aH2O表示固体废物中的含氮有机物，则好氧分
有机废物的好氧分解过程很复杂，可以下列通式表示：
有机物＋O2 微生物细胞质＋CO2＋H2O＋NH3＋SO4－2＋ ＋抗性有机物＋热量
好氧堆肥有机物的生物化学反应
根据微生物在降解有机物过程中的行为，有机物的生物化 学反应有以下三种：
• 有机物的氧化反应(oxidizing reaction) • 细胞质的合成反应(synthetic reaction) • 细胞质的分解反应(decomposition reaction)
能量
有机物的氧化反应表示细菌的异化作用，即将有机物转化 为其它物质的反应，根据上述两个化学反应式可以求出堆 肥化生物分解过程的理论需氧量。
b. 细胞质的合成反应(synthetic reaction)
细胞质的同化作用是以NH3作为氮源，细胞质的合成作用 包括有机物的氧化过程。
nCx H
yOz
NH 3
b.厌氧堆肥(anaerobic composting)
• 在无氧条件下，厌氧微生物对有机物进行分解转化的 过程。
• 厌氧堆肥的最终产物是CH4、CO2、热量和腐殖质。 • 厌氧堆肥过程中，空气与发酵原料隔绝，堆制温度低
，工艺较简单，成本低，对原料的适应性强，成品肥 中氮素保留较多，但工艺条件较难控制，堆肥周期长 ，有机物分解速度缓慢，处理效率低，容易产生恶臭 ，有机物分解不完全，产品质量低，肥效差。
• 堆肥化过程中发生的生物化学反应是极其复杂的， 目前尚难进行精确的描述。在实际设计和操作过程 中，通常根据温度的变化情况分为以下四个阶段 (见下图)。 –潜伏阶段 –中温阶段 –高温阶段 –熟化阶段
（1）潜伏阶段(温度在内25℃以下)
• 此阶段为堆肥化的初期阶段； • 是微生物适应新环境的过程，也叫驯化过程。
a.好氧堆肥(aerobic composting)
• 在有氧状态下，好氧微生物对有机废物进行分解转化的过 程。
• 最终产物主要是H2O、CO2、热量和腐殖质。 • 好氧堆肥主要用于处理城市垃圾，堆肥系统的温度一般为
50～65℃，最高可达80～90℃，堆肥周期短，能连续操作， 因此，也称为高温快速堆肥； • 好氧堆肥的肥料质量好，可以制作有机颗粒肥料。 • 不足之处：需要对原料进行比较严格的分选,需要强制通 风和机械搅拌,对设备要求高，运行能耗大，投资大等。