有机固体废物堆肥化及厌氧发酵
固体废物的厌氧消化处理
环境学院：固体废物处理与处置
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4.2 高固体厌氧消化技术
高固体厌氧消化（High solid anaerobic digestion）： 固体含量大约在22%以上。 该技术相对较新，未大规模应用。 优点：反应器单位体种的需水量低，产气量高，消 化污泥的处理费用相对较低。
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3.1 厌氧条件
详见“三段理论”
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3.2 有机物组分与产气量
产气量的大小主要取决于物料的组分物性。
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3.3 有机物含量与去除率
在合适的温度和 有机物负荷的条 件下，有机物去 除率与废物的有 机物含量成正比。
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6、厌氧消化反应器
目前研究较多的厌氧消化反应器有三类：
一阶段系统消化反应器 两阶段系统消化反应器 序批式处理系统消化反应器
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6.1 一阶段系统消化反应器
反有的反应集中在一个消化反应器中完成。 可分为：
一阶段湿式（中固体）处理系统 一阶段干式（高固体）处理系统
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（2）一阶段干式系统
反应器中的固体废物含固率控制在20~40%内。
物料流动性差，要用特殊传送带、螺旋浆叶的强力 泵输送。这些传送设备对物料要求低，故原料的预 处理简单。 技术关键在于让进料和接种物充分混合。
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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。
固体废物的好氧堆肥处理
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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。
固体废物处理与资源化-第五章 第二节 厌氧消化
主要有机物的水解反应：
蛋白质+nH2O→氨基酸＋脂肪酸＋NH3＋CO2＋H2S
C3H5(RCO)3O3H2OC3H5(OH)33RCOOH
(脂肪）
（甘油） （脂肪酸）
2(C6H10O5)nnH2OnC12H22O112nC6H12O6 （碳水化合物）（双糖） （单糖）
70(CH4)+30(C02)
5950
700
67(CH4)+33(C02)
5650
a. 理论产气量的计算
在计算沼气发酵原料的理论产气量时，必须首先分别测定 各种发酵原料中碳水化合物(A)、蛋白质(B)和脂肪(C)的 含量，然后用下式计算出每克发酵原料的CH4和CO2的理论 产量。 CH4产量E（L）＝0.37A+0.49B+1.04C CO2产量D（L）＝0.37A+0.49B+0.36C 式中的A、B、C可在表中查到。
例 ， 以 稻 草 为 原 料 ， 其 A 、 B 、 C 值 分 别 为 ： 0.6026 ， 0.0316，0.0321。则： E=0.37×0.6026+0.49×0.0316+1.04×0.0321=0.2718(L/g) D=0.37×0.6026+0.49×0.0316+0.36×0.0321=0.2500(L/g)
发酵原料料浆的配制计算
将所需的各种发酵原料配制成料浆，可根据料浆中所 要求的总固体百分含量计算出加水量。
MTSXXM W10% 0
式中：MTS一发酵料浆中总固体Wt％； M 一各种原料的总固体Wt％； X一各种原料的重量(kg)； W一需加入的水量(kg)
有机肥发酵的方式
有机肥发酵的方式有机肥发酵是一种将有机废弃物转化成有机肥的过程，其本质是利用微生物代谢作用降解废弃物中的有机成分，形成可利用的肥料。
有机肥发酵的方式有多种，以下是其中几种常见的方式。
一、堆肥法堆肥法是一种传统的发酵方式，其原理是将废弃物直接堆积起来，让其自然发酵。
堆肥一般包括绿肥、畜禽粪便、废弃菜叶等多种有机废弃物，其中绿肥含有大量的氮、磷、钾等营养元素，可以起到激发微生物活性和改善堆内环境的作用。
在堆肥发酵的过程中，微生物通过呼吸和代谢作用，将有机废弃物中的碳、氢、氧等元素释放出来，形成水、二氧化碳和热能，同时还释放出一定量的氨气和硫化氢等有机气体。
堆肥经过适当时间的发酵后，就可以得到肥料了。
二、厌氧发酵法厌氧发酵法是利用厌氧微生物对有机物进行降解、分解的发酵方式。
这种发酵方式与堆肥法不同，在发酵过程中不会产生氧气，因此其产生的有机肥料中含有较多的微生物和有机物。
厌氧条件下微生物的代谢和分解过程较慢，发酵时间相对较长，需要适当调控温度和湿度等环境条件，以保证发酵的顺利进行。
好氧发酵法是一种利用氧气促进微生物代谢的发酵方式，是一种快速、有效的有机肥发酵方法。
好氧发酵法要求环境中有充足的氧气，可以通过通风、搅拌等方式来增加氧气的供应。
在好氧条件下，微生物可以更加快速地代谢有机废弃物中的有机物，并产生热、二氧化碳和水等产物，从而实现有机废弃物向有机肥的转化。
好氧发酵法适合处理湿度和温度适宜的有机废弃物，如厨余垃圾、割草、柏油等。
四、堆沤法堆沤法是一种将有机废弃物和水混合后进行发酵的方式。
在堆沤法中，有机废弃物与适量的水混合后，经过搅拌、翻堆等过程进行发酵。
水的加入可以提高环境湿度，促进微生物的繁殖和生长，有利于有机废弃物的降解。
同时，水还可以起到调节温度的作用，在发酵过程中防止过热或过干。
经过一段时间的发酵，堆沤物会形成一种具有一定肥力的有机肥料。
综上所述，有机肥发酵的方式有多种，不同的发酵方式适用于不同的有机废弃物和环境条件，选择合适的发酵方式能够更好地实现废弃物向有机肥的转化，为环境保护和农业发展做出贡献。
有机废弃物制肥解决方案
有机废弃物制肥解决方案一、背景介绍有机废弃物是指来自农业、农村、城市和工业等领域的有机废弃物，包括农作物秸秆、畜禽粪便、果皮、食品废料等。
这些有机废弃物如果不得到合理处理，不仅会对环境造成污染，还会浪费资源。
因此，开发一种有效的有机废弃物制肥解决方案，既可以减少环境污染，又能够实现资源的再利用，具有重要意义。
二、解决方案1. 堆肥技术堆肥是将有机废弃物进行分层堆放，通过微生物的作用，使有机废弃物发生降解和转化，最终形成有机肥料的过程。
堆肥技术是一种简单且经济的有机废弃物处理方法，可以有效降解废弃物中的有机物质，减少有机负荷，同时产生有机肥料。
在堆肥过程中，应注意堆肥物料的配比、通风、湿度等因素的控制，以提高堆肥效果。
2. 发酵技术发酵技术利用微生物的作用，将有机废弃物进行发酵处理，产生有机肥料。
常见的发酵技术包括静态堆肥、动态堆肥和沼气发酵等。
静态堆肥是将有机废弃物堆放在固定的堆肥场地，通过自然发酵的方式进行处理。
动态堆肥是将有机废弃物放入旋转式堆肥机中，通过机械的作用促进发酵过程。
沼气发酵是将有机废弃物放入沼气池中，通过厌氧发酵产生沼气和有机肥料。
3. 生物转化技术生物转化技术是利用微生物的作用，将有机废弃物转化为有机肥料的过程。
常见的生物转化技术包括蚯蚓堆肥和菌类堆肥等。
蚯蚓堆肥是将有机废弃物与蚯蚓混合，通过蚯蚓的摄食和排泄作用，将有机废弃物转化为有机肥料。
菌类堆肥是利用菌类的作用，将有机废弃物进行分解和转化，最终形成有机肥料。
4. 热处理技术热处理技术是利用高温对有机废弃物进行处理，通过高温的作用，将有机废弃物中的有机物质分解为水、二氧化碳和少量灰分等。
常见的热处理技术包括高温堆肥、热压法和焚烧等。
高温堆肥是将有机废弃物放入高温堆肥设备中，通过高温的作用进行处理。
热压法是将有机废弃物进行热压处理，将有机物质分解为水和二氧化碳等。
焚烧是将有机废弃物进行燃烧处理，将有机物质转化为二氧化碳和水等。
堆肥一般分为好氧堆肥和厌氧堆肥
堆肥一般分为好氧堆肥和厌氧堆肥（具体方法大全）堆肥是一门既传统又现代的学科，堆肥的目的就是通过一系列科学的工艺步骤，把各种各样的有机废弃物分解转化成为一种稳定的、无害化的适合于土壤培肥的有机肥产品。
堆肥一般分为好氧堆肥和厌氧堆肥。
好氧堆肥指在有氧气情况下有机物料的分解过程，其代谢产物主要是二氧化碳、水和热；而厌氧堆肥则是在无氧气条件下有机物料的分解，厌氧分解最后的代谢产物是甲烷、二氧化碳和许多低分子量的中间产物，如有机酸等。
传统堆肥以厌氧堆肥为主，而现代堆肥系统则大都采用好氧堆肥。
好氧堆肥从我国南宋时期即已肇始，是在北方人口大批向南方转移、水稻种植开始出现两熟制以及土壤肥力不足以维持高产的情形下出现的，由此解决了千年来我国土壤的地力常新壮问题。
现代堆肥技术开始于20世纪20~30年代的欧洲，以机械化堆肥为特色，目前工艺有上百种、技术也形形色色，并成为城乡有机废弃物处理领域的一个重要方向，受到众多城建、环卫、农业等部门与企业的欢迎。
笼统地讲，堆肥也是有机肥。
广义上的有机肥范围很宽，包括所有施用到农田的有机物料，如人畜粪便、绿肥、河泥、骨粉等，也包括规模化有机肥厂生产的商品有机肥。
在我国农民的传统智慧里，新鲜的水分含量高的废弃物均要经过一个熟化的过程才可还田，而熟化就是一个堆肥的过程；现代商品有机肥标准里也要求秸秆、畜禽粪便等有机废弃物一定要经过发酵腐熟这样一个过程。
令人遗憾的是，经过40年的城市化和工业化发展，我国城乡许多有机废弃物不再用来堆肥，而是被送到一个个垃圾填埋场、焚烧厂，或者被简单堆放在田间，随着雨水流入水体，加速了全国范围水质的严重恶化。
乡间堆肥已远离我们，不再是农村冬春季节的一道道独特的风景，这对于我们这样一个有着几千年传统文化的农业大国而言，悲乎痛哉！堆肥的作用和意义堆肥有很多作用，包括废物利用、减少污染、改良土壤、提高产量、改善品质等，最重要的有两点：一是可以把大量的有机废弃物转变为有用的产品，降低环境风险；二是能创造有价值的堆肥产品，可作为土壤改良剂或有机肥产品等。
堆肥化名词解释
堆肥化名词解释堆肥化名词解释随着环保观念的普及，越来越多的人开始关注有机废弃物的处理问题，堆肥化作为一种常见的处理方式，备受关注。
但是，对于这一术语的许多人来说，它可能是一个陌生的名词。
本文将为您解释堆肥化的相关概念和术语，以便更好地理解和应用。
一、堆肥堆肥是一种通过堆积有机废弃物并进行控制发酵，使其分解成肥料的过程。
由于过程中涉及到许多化学反应和微生物活动，因此要求堆肥条件的科学、严谨和可控。
堆肥处理可以用来处理各种类型的有机废弃物，如食品废弃物、花园和田间农业废弃物、纸张和木材等。
二、堆肥化堆肥化是指将有机废弃物转换成堆肥的过程。
这是通过控制堆肥的温度、湿度、氧气和有机物质的供应来完成的。
在堆肥化过程中，有机物质被微生物分解，产生的热和水分都被控制在合适的范围内，从而形成了一种有机改良剂和植物营养物质。
三、有机改良剂有机改良剂是一种通过堆肥化处理有机废弃物得到的产物。
它是一种能够改善土壤质地、增加土壤肥力的有机物质。
它包含了植物所需要的大量养分，如氮、磷、钾等，可以促进植物生长，提高产量和品质。
除此之外，有机改良剂还可以改善土壤的结构和通气性，提高土壤的水分保持能力，减少土壤侵蚀和污染。
四、微生物微生物是指一类生长在生物体体内或外环境中的微小生物。
它们在堆肥化过程中发挥着至关重要的作用。
包括细菌和真菌，它们可以将有机废弃物分解成更小的分子，从而形成有机改良剂。
一些好氧微生物在有氧条件下繁殖和分解有机物质，而厌氧微生物则在无氧条件下工作，因此控制堆肥化的氧气含量非常重要。
五、技术指标技术指标是指控制堆肥化过程的参数和标准。
包括温度、湿度、氧气含量和有机物质的供应。
主要指标包括：温度控制在50°C-65°C，以有效杀灭有害微生物；湿度控制在60%-70%，以保证微生物正常繁殖；氧气含量控制在5%以下，防止产生霉菌和酸败细菌；有机物质的供应量控制在适度的范围内，以保证有机物质的稳定性和堆肥化的持续性。
固体废物的堆肥化处理
第五章 城市固体废物的堆肥化技术
四.好氧堆肥化工艺
1.原料预处理 主要包括原料的分选、破碎、筛分、含水率和碳氮比的
调整，以及添加菌种和酶 2.原料主发酵
是微生物进行有机物分解，实现垃圾无害化的初级阶段 3.原料后发酵
是进行垃圾无害化处理后的进一步腐熟阶段，称为熟堆肥化 阶段 4.后处理
后处理包括去除杂质和进行必要的破碎处理 5.脱臭
在堆肥化过程中有机废物中的可溶性有机物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则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后再渗入细胞
第五章 城市固体废物的堆肥化技术
Composting Technologies for Municipal Solid Wastes
1．纤维素的分解代谢
纤维素酶把纤维素水解成葡萄糖，反应式为：
（C6H10O5）（纤维素）＋nH2O → nC6H12O6（葡萄糖） 葡萄糖在细菌的作用下继续分解成丁酸、乙酸，最后生成甲烷和二 氧化碳等气体。总的产气过程可表达如下：
2．糖类的分解代谢
C6H12O6→3CH4＋3CO2
先由多糖分解为单糖，然后是葡萄糖的分解过程。
第五章 城市固体废物的堆肥化技术
4.温度 一般来说，温度过低不利于堆肥化过程的进行，反应速度慢，
堆肥达不到无害化的要求；嗜热菌生长繁殖的最适宜温度为50℃～ 60℃，此时堆肥最有效，反应速度快，并且还可以杀灭虫卵、病原 菌、寄生虫等，堆肥达到无害化要求，因此一般采用高温堆肥；但 温度过高也不利，温度超过70℃时，放线菌等有益细菌被杀死。 5.pH
6.贮藏
第五章 城市固体废物的堆肥化技术
五.影响好氧堆肥的因素
1．通风供氧 通风是满足微生物氧化分解有机物需要的主要方式。通风量主要
第五章 固体废物的生物处理
m C = 50 × 0.0035 = 0.175 kg
对于1kg 1kg的污泥 ②对于1kg的污泥 m水 = 1 × 0.75 = 0.75kg
m干物质 = 1 − 0.75 = 0.25kg
mC = 6.3 × 0.014 = 0.0882kg
堆肥化原理和影响因素（ 二、堆肥化原理和影响因素（P127) 好氧微生物使堆肥原料中的有机 （一）原理 物转化为稳定的腐殖质过程。 物转化为稳定的腐殖质过程。 1、好氧堆肥原理 、好氧堆肥原理 合成 腐殖 细胞物质 + 物质 堆肥有机物
(含C、H、O、N 、 S 、P)， P)， 氧，微生物 (同化作用) 同化作用) (微生物繁殖) 微生物繁殖)
s = a − nw
y=1，z=4,可得 由a=31,b=50,c=1,d=26,w=11,x=14, y=1，z=4,可得
] r = 0.5[50 − 0.76 × 14 − 3 × 1 − 0.76 × 1）= 19.32 （
s = 31 − 0 .76 × 11 = 22 .64
4）堆肥过程所需氧量
固体物质变成溶于水的 物质。细菌再将其分 物质。 解成不同的产物。 解成不同的产物。
0 .175 + x （0 .0882） = 25 0 .0035 + x （0 .0014） x = 0 .33 kg
计算混合后的C/N C/N和含水率 （3）计算混合后的C/N和含水率 对于0.33kg 0.33kg的污泥 ①对于0.33kg的污泥
m 水 = 0.33 × 0.75 = 0.25 kg
图5-2 好氧堆肥化过程示意图
潜伏阶段(驯化阶段) （1）潜伏阶段(驯化阶段)： 中温阶段（产热阶段） （2）中温阶段（产热阶段） 嗜温性微生物利用废物中的可溶性物质大量繁殖， 可溶性物质大量繁殖 嗜温性微生物利用废物中的可溶性物质大量繁殖，并 释放热量，堆层温度不断上升。 释放热量，堆层温度不断上升。 （3）高温阶段 堆层温度达到45℃以上：以嗜热性微生物为主。可溶 堆层温度达到45℃以上：以嗜热性微生物为主。 45℃以上 性有机物质继续分解，复杂的有机物质开始被强烈分解 开始被强烈分解。 性有机物质继续分解，复杂的有机物质开始被强烈分解。 腐熟阶段：易分解的有机物大部分被分解， （4）腐熟阶段：易分解的有机物大部分被分解，微生物 活性下降，温度降低，腐殖质增多。 活性下降，温度降低，腐殖质增多。