第7章 有机固体废物的堆肥与发酵
固体废物环境管理
● 02
第2章 固体废物的来源与生成
Chapter
城市生活固体废 物
城市生活固体废物主要来源于家庭和商业活动， 包括垃圾堆放、垃圾分类和不当的丢弃行为。 这些行为对环境造成严重影响，加大了废物处 理工作的难度。
工业废弃物
工业生产废弃物的特点
来源广泛，含有有害物 质
工业废弃物处理的挑 战
技术要求高，成本较 大
Chapter
环境问题的严重 性
全球范围内的环境问题正在日益严重，固体废 物作为其中一个重要因素，对环境造成了严重 的影响。紧迫性和必要性驱使我们必须对固体 废物进行有效管理。
固体废物的定义和分类
固体废物的概念和范围 定义
有害和无害固体废物 分类
可再生和不可再生固体 废物
分类
环境管理法规与标准
建设废弃物处理方式 分类回收、资源化利用
固体废物管理挑战
资源浪费
01 提倡减少、回收和利用资源
环境污染
02 加强废物处理技术，减少排放
法律法规落后
03 完善相关环保法律法规，强化监管
固体废物管理的重要性
固体废物管理是维护环境卫生、保障人民健康的重要措施。合理的固体 废物管理可以有效减少环境污染，提高资源利用率，促进可持续发展。
社会经济发展与固体废物管理
影响
社会经济发展对固体废 物管理的影响深远
协调
固体废物管理需要与 社会经济发展协调一 致
需求
社会经济发展对固体废 物管理的需求不断增加
技术创新与固体废物管理
必要性
01 技术创新是推动固体废物管理不断提升的动力
影响
02 技术创新改变了固体废物管理的方式和效率
启示
03 技术创新为固体废物管理带来了新的思路和机遇
第七章 固体废弃物处理与资源化利用
第七章固体废弃物处理与资源化利用第一节固体废弃物概述固体废弃物（简称废弃物）是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状存在的物质，或者是提取目的成分后弃之不用的剩余物质。
主要包括工业废弃物和生活废弃物。
一、固体废弃物的来源和分类1.固体废物的来源固体废物来自人类生产和生活过程中的很多环节。
2．固体废物的分类和主要理化性质固体废弃物分类方法很多，按组成可分为有机废物和无机废物；按形态可分为固体（块粒、粒状和粉状）和泥状（污泥）等废物；按来源可分为工业废物、矿业废物、城市垃圾、农业废物和放射性废物；按其危害状况可分为有害废物和一般废弃物。
但较多以来源进行分类。
1.产业固体废弃物产业固体废弃物是工农业生产企业在生产过程中未被利用的副产物，分为以下两类：①工业独体废弃物是指工业生产过程和工业加工过程产生的废渣、粉尘、碎屑、污泥等②农林固体废弃物农林牧副渔各项活动中丢弃的固体废物，主要成分是秸秆、树枝、树叶等，以及动物尸体和骨髓，工业化畜禽场产生的大量粪便废物。
2.生活消费固体废弃物是指居民生活、商业活动、市政建设与维护、机关办公等过程产生的固体废弃物。
3.有害固体废弃物和放射性固体废弃物有害固体废弃物，国际上称之为危险固体废物。
这类废物具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性，因而可能对人类的生活环境产生危害。
我国目前将固体废弃物分为四大类：城市生活垃圾、一般工业固体废弃物、有害固体废弃物和其他。
其中反射性固体废弃物和有害的固体废物不属于一般的工业固体废物，属于专门管理类型。
二、固体废弃物污染环境的特点1.废弃物的污染途径由于固体废弃物来源途径不同，所含的有害有毒成分以及病原微生物类型以不同，由此其污染途径也是不同的。
一是工矿企业固体废物所含化学成分形成的化学物质性污染；二是人畜粪便和生活垃圾成为各种病原微生物的孽生地和繁殖场，对环境构成病原体型污染。
有机固体废物堆肥技术
有机固体废物堆肥技术—、堆肥的基本原理自然界中很多的微生物具有氧化、分解有机物的能力。
利用微生物在一定的温度' 湿度和pH值的条件下，使有机物发生生物化学降解，形成一种类似腐殖质的土壤的物质，用作肥料和改良土壤，这种利用微生物降解有机固体废物的方法称作为生物处理法, 般又称堆肥法。
有机固体废物是在堆肥微生物赖以生存、繁殖的物质条件由于微生物生命活动时有的需要氧气、有的不需要氧气，因此，根据处理过程中起作用的微生物对氧气要求的不同，有机废物处理可分为好氧堆肥（高温堆肥）和厌氧堆肥两种。
（一）高温堆肥好氧堆肥是在有氧的条件下，借好氧微生物（主要是好氧菌）的作用来进行的。
在堆肥过程中，有机废物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，固体和胶体的有机物先附着在微生物体外，由生物所分泌的胞外酶分解为溶解性物质，再渗入细胞。
微生物通过自身的生命活动一氧化' 还原' 合成等过程，把一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，图1可以简单的说明这个过程。
细胞物质（微生物生长）+腐殖物质合成堆肥有机物+02+映?CO?、H?。
？、NH" P02» SQ2-4+ 能力排入环境释放的能量转化成热图1堆肥的好氧堆肥的过程图堆肥有四个阶段组成：升温阶段' 高温阶段、降温阶段、和腐熟阶段。
每个阶段的微生物种类是不同的。
（二）厌氧堆肥厌氧堆肥是在五氧条件下，借厌氧微生物（主要是厌氧菌）的作用来进行的，图2简单说明了有机物的厌氧分解过程。
从图2可看出，当有机物厌氧分解时，主要经历两个阶段：酸性发酵阶段个碱性发酵阶段（或称产甲烷阶段）。
图2有机物厌氧堆肥分解厂细胞物质堆肥有机物+微晶厂细胞物质有机酸+微生物、COT-NH3、H2S、PH3 等+能量C02、CH4+能用）二、堆肥工艺流程（一）堆肥工艺程序传统堆肥化技术采用厌氧的堆积法。
有机固体废物堆肥原理理论与实践讲解
1
精品资料
1
堆肥化的概念
2
堆肥化的原理及影响因素
3
堆肥化工艺及设备
4
堆肥腐熟度及产品质量
5
堆肥化处理工艺的实例
精品资料
1、堆肥(duīféi)化的概念
• 堆肥化 • 堆肥化（composting) ：在人工控制条件下，
利用自然界中广泛(guǎngfàn)存在的微生物， 有控制地促进固体废物中可生物降解的有机物 向稳定的腐殖质转化的微生物学过程 • 欧洲国家的堆肥化定义：在有控制的条件下， 微生物对固体、半固体的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。 • 堆肥(compost)：利用微生物对有机垃圾进行 分解腐熟而形成的肥料
精品资料
18
精品资料
2.3.3、堆肥(duīféi)过程的水分（含水率） 控制
（1）堆肥中水分的作用：溶解有机物，参与微生物的新陈代谢；调 解堆肥温度。
（2）水分的调整方法：最佳含水率为50~60%(按质量计)。水分过多， 易造成厌氧状态，并会产生渗滤液。水分低于40％时，微生物活性 降低，堆肥温度随之下降。 水分较低时，可加水或含水率高的添加剂；过高时，则可摊开 (tān kāi)晾干或添加松散吸水物。
CO2，H2O， NH3 ，PO42-，
SO42-
+ 能量
随水或气 体排入环境
释放能量 转化为热
精品资料
H2O, CO2 , 热
微生物
新鲜有机物
O2
精品资料
有机堆肥
25-70 % 损失
10
–垃圾堆肥分解过程可以表示如下 (rúxià)：
––C 有不x H 机含y O 物氮z 的有( x 氧机 1 2 化物y （ 1 2 Cz x) HO y2 O z）x 的2 氧C 化1 2 y O 2 O H 能 含氮有机物（CsHtNuOv·aH2O）的氧化 C s H t N u O v a 2 O H b 2 C O w H x N y O z c 2 O ( 堆 H ) ＋ d 2 O ( 气 H 肥 ) e 2 O ( 水 H ) ＋ f2 C ＋ g3 ＋ O NH 能量 ➢细胞质的合成（包括(bāokuò)有机物的氧化，并以NH3作 氮源） n(C xH yO z)N3H (n xn 4 yn 2 z5x)O 2 C 5H 7N2(O 细胞 ) (n x5)C2O 1 2(n y4)H 2O 能量
有机垃圾的堆肥 ppt课件
ppt课件
7
国外有机垃圾的堆肥技术将朝着精化和多用途方向发 展。国外开发了一种利用EM菌（有效微生物菌群）发酵垃 圾的堆肥技术。
EM菌群是由光合细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌等大 约80种微生物培养而成的菌群。将这种液态的EM菌种按1： 50的比例加入麦糠、稻壳、糖稀等进行搅拌发酵，最后制 成粉末状的EM菌种。利用这种菌种进行堆肥，可缩短堆肥 周期，而且有机物腐熟均匀，操作简单。
源头分类收集是最理想的,费用低, 可回收物质上污染物 少,有利于可回收物质的回收利用。目前，因受社会条件 制约,还尚未做到源头分类收集。
现在主要利用大型垃圾分选中转站,对垃圾进行有效分选 后,运往各种垃圾处理场。多元化垃圾综合处理系统流程 可设想如图1所示,当然其分选技术、设备、流程等都可依 当地实际条件而变。
①成熟的堆肥富含有活的微生物，所以用于农田施肥时，最好让其在 土壤表面暴露于空气中，也可适当混入土层中。堆肥的厚度不要超过2厘 米。
②新鲜堆肥宜用作底肥。 ③城市垃圾堆肥C/N比大，即含氮量低，最好和氮肥配合施用，以免 出现土壤“氮饥饿”现象。 ④堆肥不应装在密封的袋中搬运或保存。必要时，在袋上开流通孔。
现代化堆肥生产的最佳温度一般为55oC。
ppt课件
22
③降温阶段： 在内源呼吸后期，只剩下部分较难降解的有机物和
新形成的腐殖质。此时微生物的活性下降，发热量减少， 温度下降，嗜温性微生物又占优势，对残余较难分解的 有机物进一步分解，腐殖质不断增多且稳定化，堆肥进 入腐熟阶段，需氧量大大减少，含水量也降低，堆肥物 孔隙增大，氧扩散能力增强，此时只需自然通风。
ppt课件
20
1.好氧堆肥原理
好氧堆肥是在有氧条件下，堆肥化过程中其有机垃圾的可溶性物质可 透过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物直接吸收；而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 渗入细胞。
第5章_有机固体废物的生物处理(堆肥与发酵)
沼气生产技术的角度：在厌氧条件下，利用厌氧微生物(特别 是产甲烷细菌)新陈代谢的生理功能，将有机物转化成沼气的 整个工艺生产过程。
固体废物处理与处置 第 5 章 有机固体废物的堆肥与发酵
定义与生物处理分类
——有机固体废物厌氧发酵
是指固体废物中的有机成分在厌氧条件下，利 用厌氧微生物新陈代谢的功能，转化为无机物质和 自身的细胞物质，从而达到消除污染、净化环境的 目的。
5.2 好（耗）氧堆肥与厌氧发酵原理
① ②
好（耗）氧堆肥基本原理
好（耗）氧堆肥原理 好（耗）氧堆肥过程温度变化 好（耗）氧堆肥微生物 影响堆肥的因素 堆肥的腐熟度及其判断
③
④ ⑤
厌氧发酵原理
固体废物处理与处置 第 5 章 有机固体废物的堆肥与发酵
好（耗）氧堆肥基本原理
好（耗）氧堆肥
是好氧微生物在与空气充分接触的条件下，使有机固体废物发生一 系列放热反应，最终将其转化为简单、稳定的腐殖质的过程。 通常好氧堆肥堆温高，一般在55-60℃，极限温度可达80-90℃，所 以好氧堆肥也称为高温堆肥。
固体废物处理与处置 第 5 章 有机固体废物的堆肥与发酵
影响好氧堆肥的因素——物理因素
温度：堆肥的最佳温度在50一60℃ 颗粒尺寸： 降低颗粒物尺寸，增加表面积，将促进微生物的活动
并加快堆肥速度；而颗粒太细，又会阻碍堆层中空气的流动，将减少 堆层中可利用的氧气量，反过来又会减缓微生物活动的速度。一般地 说，适宜的粒径范围是12-60 mm
德国Kaiserslautern填埋场
动态堆肥处理线
德国Kaiserslautern填埋场 发酵仓
5
固体废物处理与处置 第 5 章 有机固体废物的堆肥与发酵
有机固体废物堆肥化及厌氧发酵概要课件
厌氧发酵过程
厌氧发酵过程包括水解、酸化 、产氢产乙酸和甲烷化四个阶 段。
厌氧发酵产物
厌氧发酵的产物包括甲烷、二 氧化碳、氢气和氨气等。
厌氧发酵的主要影响因素
01
02
03
04
温度
厌氧发酵过程对温度有很高的 要求，不同温度下微生物的活 性不同。
酸碱度
酸碱度对厌氧发酵过程也有很 大的影响，不同的酸碱度下微 生物的活性不同。
城市垃圾处理
02 城市垃圾中含有大量的有机物，通过厌氧发酵可以将
其转化为清洁能源，同时减少垃圾对环境的影响。
污水污泥处理
03Βιβλιοθήκη 污水污泥中含有大量的有机物，通过厌氧发酵可以将
其转化为清洁能源，同时减少污泥对环境的影响。
04
有机固体废物堆肥化及厌氧发酵的联合应用
联合应用的必要性及可行性
必要性
我国每年产生大量有机固体废物，如不进行合理处理，将造成环境污染和资源 浪费。堆肥化和厌氧发酵分别是处理有机固体废物的重要技术，但单一应用存 在一定局限性，联合应用可以相互促进，提高处理效果。
VS
发展需求
随着环保政策的加强和人们对有机废弃物 处理的迫切需求，有机固体废物堆肥化和 厌氧发酵产业的发展需求不断增加。未来 ，该产业的发展趋势将包括提高产业集中 度、推动技术创新和降低成本等。
政策法规对行业发展的影响及建议
政策法规对行业发展的影 响
政策法规对有机固体废物堆肥化和厌氧发酵 产业的发展具有重要影响。目前，我国政府 正在加强环保政策的实施，出台了一系列与 有机废弃物处理相关的政策和法规，为该产 业的发展提供了良好的政策环境。
建议
为了促进有机固体废物堆肥化和厌氧发酵产 业的发展，建议政府继续加强政策支持，提 供财政补贴、税收优惠等措施，鼓励企业进 行技术创新和设备更新，提高产业集中度和 竞争力。同时，政府应加强监管力度，确保 企业的环保行为符合法规要求，推动产业的
固体废弃物生物处理之堆肥法ppt课件
• 有机质的分解量较小，过程较缓慢，有利于 腐殖化。一些复杂的有机质与铁、钙、氮等
phase)
物质相结合形成腐殖质胶体(humic colloids)，
完成了有机质的分解和再合成过程。
• 堆温回复到40℃左右时，表示物料已基本达 到稳定，基本达到腐熟的程度，可以使用或 用作配制复合肥料的原料。
精品课件
14
№ 腐熟堆肥的特征
• 表面呈白色或灰白色，内部呈黑褐色 或棕黑色；
• 秸秆和粪块等完全腐熟，质地松软， 无粪臭，散发出泥土气味，不招引蚊 蝇；
• pH8-9，呈弱碱性。
精品课件
15
№ 厌氧堆肥
• 类似废水厌氧处理过程，包括三个阶 段： • 水解阶段 • 产氢产乙酸阶段 • 产甲烷阶段
精品课件
• 包括升温段、高温段和降温段。
精品课件
19
后发酵
• 经过主发酵的半成品被送到后发酵工序，将尚未分解的有机物进一步分解，得到成熟的堆肥产品。
精品课件
20
后处理
• 进一步的筛选、粉碎等处理，获得精高品质课件量的堆肥产品。
21
堆肥设备
•立式多层发酵塔、卧式发酵池、筒仓式发酵仓。回转窑发酵 筒等。 •水平（卧式）发酵滚筒有多种形式。其中典型形式为著名的 丹诺(Dano)式滚筒。
精品课件
5
№ 堆肥用途
• 可以用作农田、果园、菜园、苗圃、庭院绿化、风景区绿化等的种植肥料， • 可以作蘑菇盖面、过滤材料、隔音板及制作纤维板等。
精品课件
6
精品课件
Mushrooms (Agaricus bisporus) growing in compost.
7
№ 堆肥
• 根据堆肥过程中微生物对氧气的要求不同分类
有机废弃物堆肥技术
有机废弃物堆肥技术有机废弃物的处理一直是环境保护中的重要任务之一。
有机废弃物在堆肥过程中可以转化为有机肥料，为土壤提供养分，而且堆肥技术相对简单且成本低廉。
本文将介绍有机废弃物堆肥技术及其应用。
一、有机废弃物堆肥技术的定义及原理有机废弃物堆肥技术是指利用微生物的作用将有机废弃物中的有机物质转化为稳定的有机肥料的过程。
在堆肥过程中，堆肥物中的碳氮比和湿度会影响堆肥的效果。
合理掌握这些关键因素可以加速堆肥过程，提高堆肥效果。
二、有机废弃物堆肥技术的步骤1. 废弃物的收集和分类首先，需要将有机废弃物进行收集，并进行分类处理。
根据不同的废弃物类型和特性，选择合适的有机废弃物进行堆肥处理。
2. 堆肥材料的调配根据不同的有机废弃物特性，可以进行不同比例的混合调配，以达到最佳的碳氮比。
通常来说，适当添加高碳材料（如秸秆、木屑等）可以提高堆肥物中的碳氮比，促进堆肥过程的进行。
3. 堆肥料堆制将调配好的有机废弃物堆放在指定的堆肥场地中进行堆制。
堆肥料形成的堆体应具有适当的高度和宽度，以利于水分和氧气的充分供应。
在堆制过程中，可以适当翻动堆料以提高通气性。
4. 堆肥料堆肥过程的管理堆肥过程中需要注意堆料的湿度和温度的维持。
堆料湿度应保持在55%到65%之间，可以适当进行喷水以保持湿度的恒定。
堆料的温度应达到50℃以上，以确保微生物的正常生长。
5. 堆肥料的成熟经过一段时间的堆肥过程后，废弃物中的有机物质会被微生物分解转化，并最终形成稳定的有机肥料。
当堆肥物外观呈黑褐色，无异味且容易破碎时，可以认为堆肥料已经成熟。
三、有机废弃物堆肥技术的应用1. 农业领域有机废弃物堆肥技术的应用在农业领域是最为广泛的。
通过将有机废弃物转化为有机肥料，可以提高土壤的肥力，改善土壤结构，增强土壤保水保肥能力，提高农作物的产量和品质。
2. 城市园林绿化有机废弃物堆肥技术也可以应用于城市园林绿化中。
将城市产生的剪草、落叶等有机废弃物进行堆肥处理，可以得到高质量的有机肥料，用于城市公园、花坛、绿化带等地的施肥，提高植物的生长质量。
有机固体废物堆肥与厌氧发酵优秀课件
需氧量大大减少，含水率也降低。
二、堆肥原理及影响因素
4.影响好氧堆肥的主要因素 对于高温二次发酵堆肥工艺来说，通风供氧、
堆料含水率、温度是最主要的发酵条件 有机质含量、粒度、C/N、C/P、pH也有影响
二、堆肥原理及影响因素
1）通风 目的：
根据堆制过程的需氧程度，可以把堆肥化分成： – 好氧堆肥：通常好氧堆肥堆温高，一般在55℃～
60℃，极限可达80～90℃，堆制周期短，所以也 称为高温快速堆肥
– 厌氧堆肥：通气条件差、氧气不足的条件下借助
厌氧微生物的发酵堆肥。周期长，3～12个月。
二、堆肥原理及影响因素
2.好氧堆废原理
合成
同化作用 有机物 微生物
含氮有机物
堆肥
CsHtNuOv∙aH2O+bO2 →CwHxNyOz·cH2O+ dH2O(气)+eH2O(液)+fCO2+gNH3+热量
二、堆肥原理及影响因素
2）细胞质的合成
n (C x H y O z) N3 H (n x n 4 y n 2 z 5 x )O 2 C 5H 7N2 O (n x 5)C2 O n2 y 4H 2 O 能量
68℃死亡 71℃，5分钟内死亡 45℃，50分钟内死亡 61℃，3分钟内死亡 50℃，10分钟内死亡 54℃，10分钟内死亡 66℃，15~20分钟内死亡，有时在67℃死亡 55℃，45分钟内死亡
二、堆肥原理及影响因素
3）腐熟阶段（降温阶段）
内源呼吸后期，较难分解有机物。 微生物活性下降，发热量减少，温度下降，嗜温
细胞质
二、堆肥原理及影响因素
3）细胞质的氧化 C5H7NO2+5O2→5CO2+2H2O+NH3+能量
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
气味/粒度/色度
工艺指标
• 温度/耗氧速率 400mg/(kg·h)
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
小结
好
（耗）
氧 堆 肥 基 本 原 理
堆肥有机物(含C，H， O ， N ， P ， S ， Cl) 、 氧和微生物
同化作用
细胞物质 (微生物繁殖)
CO2,H2O,NH3, 异化作用 PO43-, SO42-
堆肥化的产物——堆肥(compost)：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，故也称为 “腐殖土”，是一种具有一定肥效的土壤改良剂和调节剂。
堆肥化的分类
① 温度: 中温堆肥和高温堆肥 ② 技术: 露天堆肥和机械密封堆肥。
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
含水率：堆肥原料的最佳含水率通常是在50％一60%，含水率太低
将影响微生物的生命活动，太高也会降低堆肥速度，导致厌氧分解并 产生臭气以及营养物质的沥出。
影响堆肥的因素——生物因素
建立人工种群——堆肥发酵母液。
供氧量
颗粒度
含水率
堆肥化效果
C/N和C/P
温度和有机物含量
pH
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
b. 添加少量钾、钠、钙、镁、锌、磷等元素都能促进厌氧反应
的进行； c. 不少化学物质能抑制 发酵微生物的生命活力 统称有毒物质
主要是因为镁、锌、锰等二价金属离子 是酶活性中心的组成成分，能提高酶的 活性，促进酶的反应速度，有利于纤维 素等大分子化合物的分解。
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
好（耗）氧堆肥原理
好（耗）氧堆肥
是在通气良好、氧气充足的条件下借助好氧微生物的生命活动把 有机固体废物腐殖化的过程。通常好氧堆肥堆温高，一般在55-60℃，
极限温度可达80-90℃，所以好氧堆肥也称为高温堆肥。
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
0.3-0.5
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
第七章 有机固体废物的堆肥与发酵
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
主要内容
7.1 概述 7.2 好（耗）氧堆肥与厌氧发酵原理 7.3 简易沤肥技术 7.4 垃圾预处理 7.5 有机废物的堆肥工艺与控制 7.6 好（耗）堆肥设备 7.7 堆肥肥效和利用 7.8 厌氧发酵设备与工艺 7.9 沼气与沼渣的综合利用
影响发酵细菌功能的环境条件 ⑤ 酸碱度、pH 值和发酵液的缓冲作用
水解过程与发酵菌及产氢产乙酸菌对pH值的适应范围大致为5-6.5， 而甲烷菌对pH 值的适应范围为6.6-7.5。
⑥ 生物固体停留时间（污泥龄）与负荷
对于无回流完全混合厌氧发酵系统，固体停留时间SRT等于水力停留时间HRT
发酵罐的投配率：每日投 加新鲜污泥体积占发酵设 备有效容积的百分数
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
主要内容
7.1 概述 7.2 好（耗）氧堆肥与厌氧发酵原理 7.3 简易沤肥技术 7.4 垃圾预处理 7.5 有机废物的堆肥工艺与控制 7.6 好（耗）堆肥设备 7.7 堆肥肥效和利用 7.8 厌氧发酵设备与工艺 7.9 沼气与沼渣的综合利用
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
好（耗）氧堆肥微生物
堆肥中发挥作用的微生物主要为细菌和放线菌，其次还有 真菌和原生动物等
① 来自有机垃圾固有的微生物种群，一般城市垃圾中的细菌数量在1014 ～1016 个/kg
② 来自人工加入的特殊菌种。
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
主要内容
7.1 概述 7.2 耗氧堆肥与厌氧发酵原理 7.3 简易沤肥技术 7.4 垃圾预处理 7.5 有机废物的堆肥工艺与控制 7.6 耗氧堆肥设备 7.7 堆肥肥效和利用 7.8 厌氧发酵设备与工艺 7.9 沼气与沼渣的综合利用
② 有3 ℃变化时，抑制发酵 ③ 5 ℃变化时，停止产气
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
厌氧发酵过程微生物群落
影响发酵细菌功能的环境条件
② 发酵细菌的营养及营养物比例： C/N/P=（30-20）：1：0.2 ③ 混合均匀程度
④ 添加剂和有毒物质
a. 添加过磷酸钙能促进纤维素的分解，提高产气量；
微生物群落
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
厌氧发酵过程微生物群落
影响发酵细菌功能的环境条件 ① 温度因素
一般认为15度是厌氧 消化在实际工程应用 中的最低温度
常温发酵(自然发酵) 中温发酵(28-38 ℃) 高温发酵(48-60℃)
① 控制温度变化±1.5-2.0 ℃
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
定义与分类
堆肥化(composting): 是在控制条件下，利用自然界广
泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，促进来源于生物的 有机废物发生生物稳定作用，使可被生物降解的有机物转化 为稳定的腐殖质的生物化学过程。
特点：人工控制条件下进行；原料是固体废物中可降解的有机成分； 实质是生物化学过程；堆肥产品对环境无害
影响堆肥的因素——化学因素
C/N比
C主要提供微生物活动所需能源和组成微生物细胞所需的物质，N则是 构成蛋白质、核酸、氨基酸，酶等细胞生长所需物质的重要元素。
堆肥过程理想的C／N比在30 : 1左右,一般认为，有机垃圾作为堆肥 原料时，最佳C／N比在(26～35)：1。
C／N比高，将导致N的不足，影响微生物的增长，使堆肥温度下降， 有机物分解代谢的速度减慢； C／N比低，N将过剩，并以氨气的形式释 放，发出难闻的气味。
厌氧发酵原理
厌氧发酵原理 厌氧发酵过程微生物群落 甲烷的形成量的计算 厌氧发酵的热力学 厌氧发酵的动力学
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
厌氧发酵原理
基质 1
2
3
第1阶段: 不溶性大分子有机物经过水解而溶入水中，使颗粒状的各种可 见物变成均质的溶液。此阶段起作用的为水解发酵细菌；
稳定的厌氧 发酵产生的 沼气其甲烷 含量在55%65%之间
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
厌氧发酵的热力学
在运行良好的厌氧 反应器的环境下可
正常进行
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
厌氧发酵的动力学
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
7.2 好（耗）氧堆肥与厌氧发酵原理
好（耗）氧堆肥原理
① 好（耗）氧堆肥原理 ② 好（耗）氧堆肥过程温度变化 ③ 好（耗）氧堆肥微生物 ④ 影响堆肥的因素 ⑤ 堆肥的腐熟度及其判断
厌氧发酵原理
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
第2阶段: 接连发生两次产酸过程，使溶液酸度增加,pH下降。此阶段起作 用的为产乙酸细菌；
第3阶段:有机物中的碳最终以CH4和CO2等气态产物的形式释放到空气中。
此阶段起作用的为甲烷菌。
厌氧发酵分为酸发酵和甲烷发酵
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
厌氧发酵过程微生物群落
投配率 是发酵罐设计的重要参数，投配率过高，发酵罐内脂肪酸可能积累， pH值下降，发酵不完全，产气率低；投配率过低，发酵比较完全，产气率较高， 发酵罐容积大，基建费用增高。
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
甲烷的形成量的计算ຫໍສະໝຸດ 有机物厌氧分解的总反应:
理论产甲烷量 理论产CO2量
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
影响堆肥的因素——物理因素
温度：堆肥的最佳温度在50一60℃
颗粒尺寸： 降低颗粒物尺寸，增加表面积，将促进微生物的活动
并加快堆肥速度；而颗粒太细，又会阻碍堆层中空气的流动，将减少 堆层中可利用的氧气量，反过来又会减缓微生物活动的速度。一般地 说，适宜的粒径范围是12-60 mm
+
能量
转入环境
释放、转化 为热
固体废物处理工程 第 7 章 有机固体废物的堆肥与发酵
小结
嗜热性微生物、细菌；残留可溶性物质，纤 维素、半纤维素、蛋白质，温度↗45~70℃
好
（耗）
氧 堆 肥 过 程
嗜温性微生物、多为难分解物 质，温度↘
适应新 环境
嗜温性细菌、酵母菌、放线菌分解最易分解的 可溶性物质，淀粉、糖类增多，温度↗45℃
定义与分类
发酵
微生物生理学定义：在没有外加氧化剂的条件下，被分解的 有机物作为还原剂被氧化，而另一部分有机物作为氧化剂被 还原的生物学过程。
现代工业定义： 利用微生物生产菌体、酶或各种代谢产物的 过程(厌氧条件或有氧条件下发生)都称为发酵(或消化)
环境污染治理角度：以废水或固体废物中的有机污染物为营 养源，创造有利于微生物生长繁殖的良好环境，利用微生物 的异化分解和同化合成的生理功能，使得这些有机污染物转 化为无机物质和自身的细胞物质，从而达到消除污染、净化 环境的目的。
好（耗）氧堆肥过程温度变化
1. 中温阶段 也称产热阶段，这主要指堆肥过程初期，堆体基本处于
15～450C范围内的中温，嗜温性微生物较为活跃，主要以糖类和淀粉类 物质等可溶性有机物为基质，进行自身的新陈代谢过程。