好氧堆肥

好氧堆肥

一．好氧堆肥

1.好氧堆肥的概念及原理：

好氧堆肥原理：有氧条件下，利用堆料中好氧微生物的生命代谢作用—氧化、还原、合成等过程对有机固体废弃物（本研究主要是人体排泄物—粪便）进行生物降解和生物合成。其工艺主要流程可分为：前处理、主发酵、后发酵、后处理和贮存5个步骤。好氧堆肥有有机物降解速率快且彻底、腐熟时间短、无害化程度高、无中间产物和臭味、环境条件好和堆肥产品肥效高等优点，因此在城市生活垃圾处理中多优先选用好氧堆肥处理。

2.好氧堆肥发酵过程图：

堆肥有机物+ 氧气+

释放能量转化为热3. 好氧堆肥系统：

根据各自的技术特点以及研究目的、方向和手段不同将好氧堆肥分为通气静态条形堆式、条形堆式和反应器式堆肥三类。目前在国内外普遍应用的是反应器式堆肥方式，因为该堆肥方式具有堆肥周期短，不受时间和空间限制等特点，容易实现工业化生产，环保效益较好，有较大的推广应用价值。

4. 好氧堆肥的影响因素及控制：

好氧堆肥技术是将有机废物资源化和无害化的重要手段，并且得到广泛的应用，但是好氧堆肥是一个复杂的过程，在堆肥过程中受到诸多因素的影响。这些因素制约着反应条件，从而决定了微生物的活性，最终影响堆肥的速度与质量。影响堆肥过程的因素很多，其中主要因素有温度、颗粒度、pH、C/N、含水率、有机质含量、氧含量等。好氧堆肥中微生物的活性和有机物的降解率可以通过调控这些因素得到改变，从而达到优化堆肥的目的。

（1）温度

堆肥化过程中，堆料中微生物的活性受到温度重要影响。根据堆体温度的不同将堆肥分为高温堆肥、中温堆肥和自然堆肥，其实中温堆肥温度和自然堆肥温度比较接近。温度不宜过高，温度过高会过度消耗有机质，导致堆肥产品质量过低，甚至失去肥效。堆体温度应控制55-60℃时（即高温堆肥）比较好，不宜超过60℃。一般来讲高温堆肥比中温堆肥的效果要好一些，但也有许多堆肥综合能耗、实际可操作控制反应条件等其他因素选择中温堆肥，用远低于高温堆肥所需能量达到的堆肥效果略低于高温堆肥。

（2）通风

通风在好样堆肥过程中的作用有供氧、去除多余水分、散热及调节堆体温度，除此之外还可以控制堆体的温度和氧含量，因此通风被认为是堆肥系统中最重要的因素。合理的通风不仅可以提高堆肥产品质量，而且可以节省能耗；过高过低的通风速率都会对好氧堆肥过程造成不利影响：通风速率过低会造供氧不足而导致成堆体局部厌

氧，生成CO、CH4等有害气体并产生异臭味给周边环境带来危害；反之，过高的通风速率不仅造成通风损失过大，不利于维持堆体温度，而且会造成大量的氮素损失，减低堆肥产品的肥效，增加堆肥能耗。试验表明增大堆料孔隙率有利于提高通风供氧。

（3）C/N比

C/N比也是影响堆肥过程的一个重要因素C/N比过高过低都会影响堆体中微生物对有机质的降解作用。C/N比过高不利于堆肥过程中微生物的生长；C/N比过低，则堆肥产品会影响农作物生长，还会造成氮素损失加重。研究表明，一般在20/1到30/1之间比较适宜。城市垃圾作为堆肥原料时，最佳的C/N为（26~35 )：1。

（4）pH值

pH值是一个可以对微生物环境作为估价的参数，一般微生物最适宜的pH值为中性或弱碱性，适宜的pH值可使微生物高效的发挥作用，但pH值太高或太低都会使堆肥处理遇到困难。研究表明pH 值在6-9之间时堆肥化得以顺利高效的进行。同样当堆料的pH值不在此范围时，可添加其他物料予以调节，如当pH<7.5时，可添加石灰。pH值在堆肥化过程中随着时间和温度的变化而变化。

（5）水分

水分为微生物进行生命活动所必需的条件，无论什么堆肥系统，含水率均应不小于40%，不大于70%，最佳含水率应为50%～60%。含水率过低，微生物的代谢速率会降低，进而降解堆料的速率也降低；水分过高，则堵塞堆料中的空隙，影响通风，导致厌氧发酵，

减慢有机物的降解速度，延长堆肥时间。显而易见，水分对堆肥过程的影响也是不可忽视的。

5. 堆肥腐熟的概念及判定

堆肥腐熟是指经微生物作用后，堆料中的有机物腐化分解成为成分稳定、不再变化，而且堆肥产品施用于土壤后能改善土壤理化性质、增加农作物产量。直观的判定标准：不再进行激烈的分解。如成品的温度较低（感），呈茶褐色或黑色（视），不产生恶臭（嗅），手感松软而碎。为制定堆肥质量及评价装置的性能，必须有科学定量的判定标准。常见标准主要有物理、化学和工艺参数标准。

（1）物理参数评价指标：堆肥后期温度自然降低；不会再发出异臭味，而是发出令人愉快的泥土味，不会吸引蚊蝇；由于真菌的生长，堆肥内出现白色或灰白色菌丝；堆肥产品呈现均匀疏松的团粒结构；腐熟的堆料应为褐色或黑褐色；堆体体积比刚堆时缩小2/3～1/2。物理方法只是从感官上对堆料做出初步判断，难以进行定量分析。（2）化学参数评价指标：作为腐熟度的判定标准的化学参数主要有：pH值、COD、Vs、C/N 等。

①pH值。pH值随堆肥化的进行而变化，可作为评价腐熟程度的一个指标。发酵初期pH =6.5~7.5；腐熟的堆肥pH=8~9。

②腐殖化系数，为30%左右。

③化学需氧量COD。腐熟后COD降低85%，可信度良好。

④C/N。未腐熟（35~50)：l，腐熟后（10~20)：1。

（3）用工艺参数作为堆肥腐熟度判定标准：

①温度：在堆肥化过程中，堆料的温度会经历升温、高温到降温三个阶段，温度升高是因有机物分解释放能量所致。故可通过检测堆肥工艺过程的温度变化，来判断有机物降解及稳定化（或腐熟）情况。②耗氧速率：堆肥化过程中，好氧微生物分解有机物时消耗氧并产生CO2, O2的消耗或的CO2产生速率反映了有机物的分解程度和堆化的进行程度。因此，用好氧速率或CO2的生成速率可判断堆肥的腐熟程度。

（4）种子发芽指数（GI）

在众多评价堆肥腐熟程度的指标中，种子发芽指数是不受堆肥原料和操作方式影响的唯一指标。现有研究认为植物毒性与堆肥初期堆料的降解过程有关，完全消除这种植物毒性需要一定的时间，我们把所需这段时间称为腐熟期。通过观察加入堆肥产品后的植物种子芽情况，便能迅速准确测定堆肥产品里抑制植物生长物质的降解情况，因而，种子发芽指数是目前应用最广泛的评价堆肥腐熟程度的指标。Zucconi等报道，发芽指数大于50%就可以认为堆肥腐熟。Tiquia等认为，当GI达到80%以上时，堆肥中对植物产生抑制作用的物质己经完全消失。

6. 好氧堆肥与生态卫生厕所

好氧堆肥是有氧条件下，利用堆料中好氧微生物的生命代谢作用—合成、分。在好氧的条件下堆肥时有机物降解速率快且彻底、腐熟时间短、无害化程度高、无中间产物和臭味、环境条件好以及堆肥产品肥