第四章堆肥1

1、第一節(jié) 基礎(chǔ)概述,固體廢物生物轉(zhuǎn)換技術(shù)是對(duì)固體廢物進(jìn)行穩(wěn)定化、無(wú)害化處理的重要方式之一，也是實(shí)現(xiàn)固體廢物資源化、能源化的系統(tǒng)技術(shù)之一。1.1 生物處理基本概念原始森林經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的歲月仍保持著繁榮茂盛，這是動(dòng)物和植物的遺體、排泄物被微生物分解為腐植質(zhì)，形成植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的食物鏈進(jìn)行著物質(zhì)循環(huán)的結(jié)果。這也是保持生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。在自然界到處都存在這種物質(zhì)循環(huán)，即便在與人們息息相關(guān)的農(nóng)田里也重復(fù)著這種物質(zhì)循環(huán)現(xiàn)象。,在自然界中存在著

2、大量依靠有機(jī)物生活的微生物，它們有氧化分解有機(jī)物并將其轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物的巨大功能（生物能）。而且具有分布廣，繁殖快，容易發(fā)生變異等特性。正是這些微生物（分解者），作為生態(tài)系統(tǒng)組成的重要環(huán)節(jié)，不斷進(jìn)行著有機(jī)物的分解與無(wú)機(jī)化（礦化），促進(jìn)了上述循環(huán)的正常進(jìn)行。另一方面，人們生產(chǎn)和生活過(guò)程中不斷產(chǎn)生各種各樣的固體廢物，對(duì)整個(gè)社會(huì)而言就是生產(chǎn)––消費(fèi)––廢物的一個(gè)不斷的循環(huán)系統(tǒng)。人類(lèi)通過(guò)各種手段，借助于上述微生物的生物能，對(duì)固體廢物進(jìn)行生物處理

3、，實(shí)現(xiàn)固體廢物（主要是有機(jī)固體廢物）的穩(wěn)定化、無(wú)害化與資源化的技術(shù)就統(tǒng)稱(chēng)為固體廢物的生物轉(zhuǎn)換技術(shù)。,這種生物轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用的重要意義在于：a) 對(duì)城市固體廢物進(jìn)行處理消納，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化、無(wú)害化，可以避免或者減輕城市垃圾的大量堆積，影響市容及城市垃圾自然腐敗，散發(fā)臭氣，傳播疾病，從而對(duì)環(huán)境造成的惡劣影響。b) 可促進(jìn)上述自然界物質(zhì)循環(huán)與人類(lèi)社會(huì)化物質(zhì)循環(huán)的統(tǒng)一，可以把固體廢物中的適用組分盡快地重新納入自然循環(huán)（例如生產(chǎn)堆肥用以施肥、改造土壤，

4、可回歸農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中去）；c) 可以將大量有機(jī)固體廢物通過(guò)各種工藝轉(zhuǎn)換成有用的物質(zhì)和能源（例如產(chǎn)生沼氣、生產(chǎn)葡萄糖、微生物蛋白質(zhì)等）。,（1）生物轉(zhuǎn)換的理論基礎(chǔ)（a）微生物的代謝作用微生物同所有生物一樣，在生命活動(dòng)過(guò)程中從周?chē)h(huán)境吸取養(yǎng)料，并在體內(nèi)不斷進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化和交換作用，這種過(guò)程稱(chēng)之為新陳代謝，簡(jiǎn)稱(chēng)代謝。代謝作用大體上分二大類(lèi)：物質(zhì)分解及提供能量的代謝稱(chēng)為分解代謝；消耗能量合成生物體的代謝，稱(chēng)為合成代謝，兩種代謝是不可分割，互為

5、依存的。（b）微生物的種類(lèi)在固體廢物生物處理過(guò)程中，有各種微生物與發(fā)揮作用。微生物種類(lèi)繁多，大致可以作如下分類(lèi)：,對(duì)于所有微生物來(lái)說(shuō)，凡是生活時(shí)需要氧氣的都可以稱(chēng)為好氧微生物，只有在無(wú)氧環(huán)境中才能生長(zhǎng)的稱(chēng)為厭氧微生物，在無(wú)氧和有氧的環(huán)境中都能生活的統(tǒng)稱(chēng)為兼氧性微生物。,（c）生物處理方法根據(jù)在處理過(guò)程中起作用的微生物對(duì)氧氣要求的不同，生物處理可分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩類(lèi)。好氧生物處理法這是一種在提供游離氧的條件下，以好

6、氧微生物為主使有機(jī)物降解、穩(wěn)定的無(wú)害化處理方法。固體廢物中存在的各種有機(jī)物（分子量大、能位高）作為微生物的營(yíng)養(yǎng)源，經(jīng)過(guò)一種生化反應(yīng)，逐級(jí)釋放能量，最終轉(zhuǎn)化成分子量小，能位低物質(zhì)而穩(wěn)定下來(lái)，達(dá)到無(wú)害化的要求，以便利用或進(jìn)一步妥善處理，使其回到自然環(huán)境中去。,厭氧生物處理化這是在沒(méi)有游離氧的情況下，以厭氧微生物為主對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解、穩(wěn)定的一種無(wú)害化處理。在這種厭氧生物處理過(guò)程中，復(fù)雜的有機(jī)化合物被降解、轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的化合物，同時(shí)釋放能

7、量。其中，大部分能量以CH4形式出現(xiàn)，這是一種可燃?xì)怏w，可回收利用。同時(shí)，僅少量有機(jī)物被轉(zhuǎn)化、合成為新的細(xì)胞組成部分。,（2）固體廢物生物轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)用（a）堆肥化隨著生產(chǎn)力發(fā)展和科技進(jìn)步，堆肥化技術(shù)已得到不斷改進(jìn)。一方面，人工堆肥是有機(jī)肥，對(duì)改善土壤性能與提高肥力維持農(nóng)作物長(zhǎng)期的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)方面都是有益的，是農(nóng)業(yè)、林業(yè)生產(chǎn)需要的。另一方面，各國(guó)有機(jī)固體廢物數(shù)量逐年增加，需要對(duì)其處理的衛(wèi)生要求也日益嚴(yán)格，從節(jié)省資源與能源角度出發(fā)，有必要

8、把實(shí)現(xiàn)有機(jī)固體廢物資源化作為固體廢物無(wú)害化處理、處置的重要手段，有機(jī)固體廢物的堆肥化能同時(shí)滿足上述兩方面要求，所以得到各國(guó)應(yīng)有的重視。,（b）沼氣化有機(jī)固體廢物沼氣化是另一種成熟的生物轉(zhuǎn)換技術(shù)。沼氣亦稱(chēng)生物氣，是有機(jī)物質(zhì)在隔絕空氣和保持一定的水分、溫度、酸堿度條件下，經(jīng)過(guò)多種微生物的發(fā)酵分解作用產(chǎn)生的以甲烷為主的氣體混合物。污泥厭氧消化過(guò)程產(chǎn)生的消化氣體。城市固體廢物填埋場(chǎng)生物降解過(guò)程中產(chǎn)生的生物氣以及廣大農(nóng)村用農(nóng)業(yè)廢物厭氧發(fā)酵收集的

9、氣體都是沼氣。因此，沼氣化技術(shù)應(yīng)用面十分廣泛。沼氣是一種比較清潔且熱值較高的氣體燃料，固體廢物的沼氣化對(duì)節(jié)約能源、增加有機(jī)肥料、改善環(huán)境衛(wèi)生都有重要作用，因而是一種經(jīng)濟(jì)而理想的生物轉(zhuǎn)換技術(shù)。,（c）堆肥化基本概念（1）堆肥化依靠自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物，人為地促進(jìn)可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐植質(zhì)生化轉(zhuǎn)化的微生物學(xué)過(guò)程叫做堆肥化。堆肥化的產(chǎn)物稱(chēng)作堆肥。（2）使用堆肥后，能夠增加土壤中穩(wěn)定的腐植質(zhì)，形成土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)

10、，并有一系列作用：使土質(zhì)松軟，多孔隙易耕作，增加保水性、透氣性及滲水性，改善土壤的物理性能；肥料成分中氮、鉀、銨等都以陽(yáng)離子形態(tài)存在。由于腐植質(zhì)帶陰電荷，吸附陽(yáng)離子，有助于粘土保住陽(yáng)離子，即保住養(yǎng)分提高保肥能力。腐植質(zhì)陽(yáng)離子交換容量是普通粘土的幾倍到幾十倍；,腐植質(zhì)有螯合作用和緩沖作用。對(duì)于作物有害的銅、鋁、鎘等重金屬可與腐植質(zhì)發(fā)生螯合反應(yīng)而降低其危害程度，有利于植物生長(zhǎng)。當(dāng)土壤中腐植質(zhì)多時(shí)，即使肥料施得過(guò)多或過(guò)少，也不易受到損害；

11、即使氣象條件惡化也可減輕其影響；即使其他條件稍微惡化，也能減少?zèng)_擊和緩和影響。例如水分不足時(shí)，可防止植物枯萎，起到似類(lèi)于緩沖器的作用。堆肥是緩效性肥料。腐植化的有機(jī)物具有調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的作用，也有助于根系發(fā)育和伸長(zhǎng)；將富有微生物的堆肥施于土中可增加土壤中微生物數(shù)量。微生物分泌的各種有效成分能直接或間接地被植物根吸收而起到有益作用，故堆肥是晝夜均有效的肥料。,堆肥是CO2的供給源。如與外界空氣隔絕的密封罩內(nèi)CO2氣濃度低，當(dāng)大量施用堆肥后

12、，罩內(nèi)較高的溫度可促使堆肥分解放出CO2?？傊?，腐植質(zhì)能改善土壤物理的，化學(xué)的，生物的性質(zhì)，使土壤環(huán)境保持適于農(nóng)作物生長(zhǎng)的良好狀態(tài)。腐植質(zhì)又有增進(jìn)化肥肥效的作用。堆肥的用途很廣，既可以用作農(nóng)田、綠地果園、葡萄園、菜園、苗圃、畜牧場(chǎng)、庭院綠化、風(fēng)景區(qū)綠化、農(nóng)業(yè)等的種植肥料，也可以作蘑菇蓋面、過(guò)濾材料、隔音板及制作纖維板等。,堆肥用途一覽表,（d）堆肥的原料堆肥的原料很廣泛，有城市生活垃圾，由紙漿廠、食品廠等排水處理設(shè)施排出的污泥及下

13、水污泥，糞尿消化污泥、家畜糞尿、樹(shù)皮、鋸末、糠殼、秸桿等等。在我國(guó)堆肥主要原料是生活垃圾與糞便的混合物。也有的是城市垃圾與生活污水污泥的混合物。城市生活垃圾是最主要的原料，但其中可堆肥物數(shù)量，碳氮比，水分等等常常不能滿足要求，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。配入糞便或某些污泥可以有效地調(diào)整碳氮比和水分，并能得到氮、磷、鉀含量較高的有機(jī)肥。此外不少農(nóng)業(yè)廢物也是堆肥的重要原料。,我國(guó)實(shí)施的城鎮(zhèn)建設(shè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，[CJ/T3059–1996] “城市生活垃

14、圾堆肥處理廠技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)”中規(guī)定，堆肥原料特性有：密度：適用于堆肥的垃圾密度一般為350~650kg/m3；組成成分（濕重）%：堆肥原料必須按下表分類(lèi)統(tǒng)計(jì)各組成成分，其中有機(jī)物含量不少于20%；含水率：適合堆肥的垃圾含水率為40%~60%；碳氮化（C/N）：適合堆肥的垃圾碳氮比為20：1~30：1。,,（e）堆肥產(chǎn)品質(zhì)量及衛(wèi)生要求堆肥產(chǎn)品質(zhì)量（以干基計(jì)）粒度：農(nóng)用堆肥產(chǎn)品粒度不大于12mm，山林果園用堆肥產(chǎn)品粒度不大于50m

15、m；含水率：≤35%；pH值：6.5~8.5；全氮（以N計(jì)）：≥0.5%；全磷（以P2O5計(jì)）：≥0.3%；,全鉀（以K2O計(jì)）：≥1.0%；有機(jī)質(zhì)（以C計(jì)）：≥10%；重金屬含量：總鎘（以Cd計(jì)）≤3mg/kg；總汞（以Hg計(jì)）≤5mg/kg；總鉛（以Pb計(jì)）≤100mg/kg；總鉻（以Cr計(jì)）≤300mg/kg；總砷（以As計(jì)）≤30mg/kg；無(wú)害化衛(wèi)生要求堆肥溫度（靜態(tài)堆肥工藝）：>55℃持續(xù)5d以上。蛔

16、蟲(chóng)卵死亡率：95%~100%；糞大腸菌值：10–1~10–2 ；,第二節(jié) 堆肥的基本原理、工藝及分類(lèi),自然界中有很多微生物具有氧化、分解有機(jī)物的能力，而城市有機(jī)廢物則是堆肥化微生物賴以生存，繁殖的物質(zhì)條件。根據(jù)生物處理過(guò)程中起作用的微生物對(duì)氧氣要求不同，可以把固體廢物堆肥分為好氧堆肥化和厭氧堆肥化。前者是在通風(fēng)條件下，有游離氧存在時(shí)進(jìn)行的分解發(fā)酵過(guò)程，由于堆肥堆溫高，一般在55℃~65℃，有時(shí)高達(dá)80℃，故亦稱(chēng)高溫堆肥化。后者是利用厭

17、氧微生物發(fā)酵造肥。,由于好氧堆肥化具有發(fā)酵周期短，無(wú)害化程度高，衛(wèi)生條件好，易于機(jī)械化操作等特點(diǎn)，故國(guó)內(nèi)外用垃圾、污泥、人畜糞尿等有機(jī)廢物制造堆肥的工廠，絕大多數(shù)都采用好氧堆肥化。2.1 好氧堆肥化基本原理（1）原理介紹好氧堆肥化是在有氧條件下，依靠好氧微生物（主要是好氧細(xì)菌）的作用來(lái)進(jìn)行的。在堆肥化過(guò)程中，有機(jī)廢物中的可容性有機(jī)物質(zhì)可透過(guò)微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜被微生物直接吸收，而不溶的膠體有機(jī)物質(zhì)，先被吸附在微生物體外，依靠微生

18、物分泌的胞外酶分解為可溶性物質(zhì)，再滲入細(xì)胞。,微生物通過(guò)自身的生命代謝活動(dòng)，進(jìn)行分解代謝（氧化還原過(guò)程）和合成代謝（生物合成過(guò)程），把一部分被吸收的有機(jī)物氧化成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，并放出生物生長(zhǎng)、活動(dòng)所需要的能量，把另一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化合成新的細(xì)胞物質(zhì)，使微生物生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生更多的生物體。可用下圖簡(jiǎn)要地說(shuō)明這種過(guò)程。,可用下列關(guān)系式反映堆肥化過(guò)程中有機(jī)物氧化分解關(guān)系。CSHtNUOV·aH2O+bO2→CWHXNYOZ·C

19、H2O+dH2O(氣)+eH2O(液)+fCO2+gNH3+能量由于堆溫較高，部分水以蒸氣形式排出。堆肥成品CWHXNYOZ·CH2O與堆肥原料CSHtNUOV·aH2O之比為0.3~0.5（這是氧化分解減量化的結(jié)果）。通?？扇∪缦聰?shù)值范圍：w=5~10, x=7~17, y=1, z=2–8。（2）堆肥化過(guò)程好氧堆肥化從廢物堆積到腐熟的微生物生化過(guò)程比較復(fù)雜，但大致可分為三個(gè)階段：,（a）中溫階段（亦

20、稱(chēng)產(chǎn)熱階段）。堆肥初期，堆層基本呈中溫，嗜溫性微生物較為活躍并利用堆肥中可溶性有機(jī)物旺盛繁殖。它們?cè)谵D(zhuǎn)換和利用化學(xué)能的過(guò)程中，有一部分變成熱能，由于堆料有良好的保溫作用，溫度不斷上升。此階段微生物以中溫、需氧型為主，通常是一些無(wú)芽胞細(xì)菌。適合于中溫階段微生物種類(lèi)極多，其中最主要是細(xì)菌、真菌和放線菌，細(xì)菌特別適應(yīng)水溶性單糖類(lèi)，放線菌和真菌對(duì)于分解纖維素和半纖維素物質(zhì)具有特殊功能；,（b）當(dāng)肥堆溫度升到45℃以上時(shí)，即進(jìn)入高溫階段。在這階段

21、，嗜溫性微生物受到抑制甚至死亡，嗜熱性微生物逐漸代替了嗜溫性微生物的活動(dòng)，堆肥中殘留的和新形成的可溶性有機(jī)物質(zhì)繼續(xù)分解轉(zhuǎn)化，復(fù)雜的有機(jī)化合物如半纖維素、纖維素和蛋白質(zhì)等開(kāi)始被強(qiáng)烈分解。通常，在50℃左右進(jìn)行活動(dòng)的主要是嗜熱性真菌和放線菌；溫度上升到60℃時(shí)，真菌幾乎完全停止活動(dòng)，僅有嗜熱性放線菌與細(xì)菌在活動(dòng)；溫度升到70℃以上時(shí)，對(duì)大多數(shù)嗜熱性微生物已不適宜，微生物大量死亡或進(jìn)入休眠狀態(tài)，,與細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖規(guī)律一樣，可將微生物在高溫階段

22、生長(zhǎng)過(guò)程細(xì)分為三個(gè)時(shí)期，即對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，減速生長(zhǎng)期和內(nèi)源呼吸期。在高溫階段微生物活性經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期變化后，堆積層內(nèi)開(kāi)始發(fā)生與有機(jī)物分解相對(duì)應(yīng)的另一過(guò)程，即腐植質(zhì)的形成過(guò)程，堆肥物質(zhì)逐步進(jìn)入穩(wěn)定化狀態(tài)；（c）在內(nèi)源呼吸后期，只剩下部分較難分解及難分解的有機(jī)物和新形成的腐殖質(zhì)，此時(shí)微生物活性下降，發(fā)熱量減少，溫度下降。在此階段嗜溫微生物又占優(yōu)勢(shì)，對(duì)殘余較難分解的有機(jī)物作進(jìn)一步分解，腐殖質(zhì)不斷增多且穩(wěn)定化，此時(shí)堆肥即進(jìn)入腐熟階段。降溫后，需氧

23、量大大減少，含水量也降低，堆肥物孔隙增大，氧擴(kuò)散能力增強(qiáng)，此時(shí)只須自然通風(fēng)。,（3）熱滅活與無(wú)害化熱滅活有一種溫度—時(shí)間效應(yīng)關(guān)系。 熱滅活作用是溫度與時(shí)間兩者的函數(shù)。一般設(shè)計(jì)認(rèn)為殺滅蛔蟲(chóng)卵的條件也可殺滅原生動(dòng)物，孢子等，故可以把蛔蟲(chóng)卵作為滅菌程度的指標(biāo)生物（它的耐熱性能與其他腸道病原體大致相當(dāng)）。,好氧堆肥化無(wú)害化工藝條件。根據(jù)上述熱滅活概念分析可得出理論上好氧堆肥無(wú)害化工藝條件如下：堆層溫度55℃以上需維持5-7天；堆層溫度70℃則

24、需維持3-5天。即堆肥溫度較高維持時(shí)間較短時(shí)，可以達(dá)到同樣的無(wú)害化要求。2.2 好氧堆肥的基本工藝及分類(lèi)（1）好氧堆肥化方式分類(lèi)固體廢物堆肥化歷史悠久，其工藝發(fā)展至今已形成多種方式，大致有如下分類(lèi)與發(fā)展趨勢(shì)：厭氧堆肥化→好氧堆肥化；露天堆積(敞開(kāi)式)→封閉式；無(wú)發(fā)酵裝置→有發(fā)酵裝置；,人工土法→機(jī)械化；慢速→半快速→快速；靜態(tài)發(fā)酵→動(dòng)態(tài)發(fā)酵；其中還有各種過(guò)渡形式。國(guó)外無(wú)發(fā)酵裝置堆肥化工藝，可分為攪拌式和固定式固體床兩

25、種。,顯然快速有發(fā)酵裝置機(jī)械化（動(dòng)態(tài)）好氧堆肥化是最先進(jìn)的，具有堆肥周期短（3-7天），物料混合均勻，供氧效果好，機(jī)械化程度高，便于大規(guī)模連續(xù)操作運(yùn)行等特點(diǎn)。特別用在產(chǎn)生大量城市垃圾的大城市堆肥化系統(tǒng)是很有前途的。這也是今后發(fā)展推廣的方向。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外運(yùn)用最廣的堆肥化方式是快速高溫二次發(fā)酵堆肥化工藝。適合于有機(jī)污泥堆肥化系統(tǒng)的兩種條垛式工藝流程如下：（a）攪拌翻堆條垛式發(fā)酶工藝在條垛式堆肥化系統(tǒng)中，物料以垛狀堆置，可以排列成多條平

26、行的條垛，在大規(guī)模的條垛系統(tǒng)中，對(duì)垛的翻動(dòng)是通過(guò)可移動(dòng)翻堆設(shè)備來(lái)進(jìn)行的。,條垛的斷面形狀可以是長(zhǎng)方形、不規(guī)則四邊形和三角形，具體采用哪種斷面形狀取決于堆肥化物料的特性和用于翻堆的設(shè)備。條垛式系統(tǒng)用于各種有機(jī)污泥的堆肥化是很有效的。由于條垛式堆肥化采用了機(jī)械化操作，因而生產(chǎn)率高，成本低，但占地面積較大。對(duì)于溫度較高的有機(jī)物采用條垛式方法堆肥，必須摻進(jìn)一部分干燥的回流堆肥產(chǎn)物，摻入量以混合后物料含水量≤60%為宜。堆成垛后，其形狀不易變化

27、，而且由于物料的松散性和多孔性大大改善，使得翻堆更有效地促進(jìn)空氣交換。將碎木塊、木屑、禾桿或稻殼之類(lèi)的調(diào)理劑同脫水污泥進(jìn)行混合(此時(shí)加與不加干堆肥化產(chǎn)物都可)，也能達(dá)到上述同樣的效果。,該發(fā)酶工藝流程圖可示意如下：用條垛式方法生產(chǎn)堆肥的一次發(fā)酵周期通常約3~4周，在有利的氣候條件下，一般能使最終堆肥的固體含量達(dá)到60~70%。,（b）強(qiáng)制通風(fēng)式固定垛發(fā)酵工藝強(qiáng)制通風(fēng)式固定垛發(fā)酵工藝與前者不同之處在于物料堆肥化過(guò)程中不進(jìn)行

28、翻堆，供氧是通過(guò)機(jī)械抽風(fēng)使空氣滲透到料堆內(nèi)部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此外，在堆肥化供料中不采用回流堆肥，而主要在脫水污泥中以加入木屑之類(lèi)膨脹劑來(lái)調(diào)整濕度和改善物料的松散性。污泥與木屑的容積比一般為1:2~1:3。也可采用其他合適材料作膨脹劑。,下圖所示為通風(fēng)式固定垛系統(tǒng)工藝流程：,其垛堆步驟如下：將污泥與膨脹劑混合；將木屑或其他膨脹劑沿多孔通風(fēng)管鋪開(kāi)；將污泥與木屑的混合物在備用的床上堆成有一定深度的垛體；將垛的表面覆蓋一層過(guò)篩的或半過(guò)篩的堆肥

29、物；將風(fēng)機(jī)與通風(fēng)管連接起來(lái)。從風(fēng)機(jī)出來(lái)的氣體應(yīng)先脫臭后再排入大氣。通常用熟堆肥來(lái)進(jìn)行過(guò)濾脫臭。通風(fēng)垛堆的停存時(shí)間一般是三周。干化可在堆肥化期間通過(guò)保持大風(fēng)量或在貯料堆中強(qiáng)制通風(fēng)來(lái)完成，也可以輔成長(zhǎng)條進(jìn)行露天風(fēng)干。,（2）好氧堆肥化工藝過(guò)程現(xiàn)代化堆肥生產(chǎn)、通常由前（預(yù)）處理，主發(fā)酵（亦可稱(chēng)一次發(fā)酵，一級(jí)發(fā)酵或初級(jí)發(fā)酵）、后發(fā)酵（亦可稱(chēng)二次發(fā)酵、二級(jí)發(fā)酵或次級(jí)發(fā)酵）、后處理、脫臭及貯存等工序組成。（a）前處理采取破碎、分選等預(yù)處理

30、方法去除粗大垃圾和降低不可堆肥化物質(zhì)含量，并使堆肥物料粒度和含水率達(dá)到一定程度的均勻化。因?yàn)橐紤]到保持一定程度的孔隙率與透氣性能，以便均勻充分地通風(fēng)供氧，適宜的粒徑范圍是12~60mm，最佳粒徑需視物料物理而定。當(dāng)以人畜糞便，污水污泥餅等為主要原料時(shí)，由于其含水率太高等原因，前處理的主要任務(wù)是調(diào)整水分和碳氮比，有時(shí)需添加菌種和酶制劑，以促進(jìn)發(fā)酵過(guò)程正常進(jìn)行。,降低水分增加透氣性、調(diào)整碳氮比的主要方法是添加有機(jī)調(diào)理劑和膨脹劑。所謂“調(diào)

31、理劑”是指加進(jìn)堆肥化物料中干的有機(jī)物，借以減少單位體積的重量并增加與空氣的接觸面積，以利于好氧發(fā)酵，也可以增加物料中有機(jī)物數(shù)量。理想的調(diào)理劑是干燥的，較輕而易分解的物料。常用的有木屑、稻殼、禾桿、樹(shù)葉等等；所謂“膨脹劑”是指有機(jī)的或無(wú)機(jī)的三維固體顆粒，當(dāng)它加入濕堆肥化物料中時(shí)，能有足夠的尺寸保證物料與空氣的充分接觸，并能依靠粒子間接觸起到支撐作用，普遍使用的膨脹劑是干木屑，花生殼、廠礦成粒狀的輪胎，小塊巖石等物質(zhì)。,（b）主發(fā)酵主發(fā)

32、酵主要在發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行，靠強(qiáng)制通風(fēng)或翻堆攪拌來(lái)供給氧氣，供給空氣的方式隨發(fā)酵倉(cāng)種類(lèi)而異。在發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)，由于原料和土壤中存在的微生物作用而開(kāi)始發(fā)酵，首先是易分解物質(zhì)分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，同時(shí)產(chǎn)生熱量使堆溫上升。這時(shí)微生物吸收有機(jī)物的碳、氮等營(yíng)養(yǎng)成分，在合成細(xì)胞質(zhì)自身繁殖的同時(shí)，將細(xì)胞中吸收的物質(zhì)分解而產(chǎn)生熱量。,發(fā)酵初期物質(zhì)的分解作用是靠嗜溫菌（生長(zhǎng)繁殖最適宜溫度為30~40℃）進(jìn)行的。隨著堆溫的升高，最適宜溫度45~65℃的嗜熱菌取代了

33、嗜溫菌，能進(jìn)行高效率的分解。氧的供應(yīng)情況與保溫床的良好程度對(duì)堆料的溫度上升有很大影響。如堆肥化過(guò)程原理中所述，后面將進(jìn)入降溫階段。通常將溫度升高到開(kāi)始降低為止的階段，稱(chēng)為主發(fā)酵期，以城市生活垃圾為主體的城市固體廢物好氧堆肥化的主發(fā)酵期約為4~12d。,（c）后發(fā)酵經(jīng)過(guò)主發(fā)酵的半成品被送去后發(fā)酵。在主發(fā)酵工序尚未分解的易分解及較難分解的有機(jī)物可能全部分解，變成腐植酸、氨基酸等比較穩(wěn)定的有機(jī)物，得到完全成熟的堆肥成品。后發(fā)酵也可以在專(zhuān)設(shè)

34、倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行，但通常把物料堆積到1~2米高度，進(jìn)行敞開(kāi)式后發(fā)酵，此時(shí)要有防止雨水的設(shè)施。為提高后發(fā)酵效率，有時(shí)仍需進(jìn)行翻堆或通風(fēng)。,后發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短，決定于堆肥的使用情況。例如堆肥用于溫床（能利用堆肥的分解熱）時(shí)，可在主發(fā)酵后直接利用。對(duì)幾個(gè)月不種作物的土地，大部分可以使用不進(jìn)行后發(fā)酵的堆肥，即直接施用堆肥，而對(duì)一直在種作物的土地，則有必要使堆肥的分解進(jìn)行到能不致奪取土壤中氮的穩(wěn)定化程度（即充分腐熟）。后發(fā)酵時(shí)間通常在20~30天以上。顯

35、然，不進(jìn)行后發(fā)酵的堆肥，其使用價(jià)值較低。,（d）后處理經(jīng)過(guò)二次發(fā)酵后的物料中，幾乎所有的有機(jī)物都變細(xì)碎和變了形，數(shù)量也減少了。然而，在城市固體廢物發(fā)酵堆肥時(shí)，在前處理工序中還沒(méi)有完全去除的塑料、玻璃、陶瓷、金屬、小石塊等雜物依然存在，因此，還要經(jīng)過(guò)一道分選工序以去除雜物，可以用回轉(zhuǎn)式振動(dòng)篩，振動(dòng)式回轉(zhuǎn)篩，磁選機(jī)，風(fēng)選機(jī)，慣性分離機(jī)、硬度差分離機(jī)等預(yù)處理設(shè)備分離去除上述雜質(zhì)，并根據(jù)需要進(jìn)行再破碎。并根據(jù)需要（如：生產(chǎn)精制堆肥）進(jìn)行再破碎

36、。后處理工序除分選，破碎設(shè)備外，還包括打包裝袋、壓實(shí)選粒等設(shè)備，在實(shí)際工藝過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際需要來(lái)組合后處理設(shè)備。,（e）后處理在堆肥化工藝過(guò)程中，每個(gè)工序系統(tǒng)有臭氣產(chǎn)生，主要有“氨、硫化氫、甲基硫醇、胺類(lèi)”等，必須進(jìn)行脫臭處理。去除臭氣的方法主要有化學(xué)除臭劑除臭；水、酸、堿水溶液等吸收劑吸收法；臭氧氧化法；活性炭、沸石、熟堆肥等吸附劑吸附法等等。其中，經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的方法是熟堆肥氧化吸附除臭法。將源于堆肥產(chǎn)品的腐熟堆肥置入脫臭器，堆高約

37、0.8~1.2m，將臭氣通入系統(tǒng)，使之與生物分解和吸附及時(shí)作用，其“氨、硫化氫”去除效率均可達(dá)98%以上。也可用特種土壤（如鹿沼土，白堊土等）代替堆肥，此種設(shè)備稱(chēng)土壤脫臭過(guò)濾器。,（f）貯存堆肥的供應(yīng)期多半是集中在秋天和春天（中間隔半年）。因此，一般的堆肥化工廠有必要設(shè)置至少能容納6個(gè)月產(chǎn)量的貯藏設(shè)備。堆肥成品可以在室外堆放，但此時(shí)必須有不透雨水的覆蓋物。貯存方式可直接堆存在二次發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)，或袋裝后存放。加工、造粒、包裝可在貯藏前也

38、可在貯存后銷(xiāo)售前進(jìn)行。要求包裝袋干燥而透氣，如果密閉和受潮會(huì)影響堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量。,（3）國(guó)內(nèi)幾種高溫堆肥處理技術(shù)國(guó)內(nèi)不同堆肥處理技術(shù)的區(qū)別主要在于：①有無(wú)預(yù)處理系統(tǒng)及預(yù)處理設(shè)備的組合形式；②有無(wú)發(fā)酵倉(cāng)及倉(cāng)的結(jié)構(gòu)形式差異；③一次發(fā)酵的進(jìn)料及出料方式及設(shè)備；④后處理系統(tǒng)的完善程度；⑤堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量及使用對(duì)象。,第一種：杭州市機(jī)械化堆肥處理技術(shù),發(fā)酵倉(cāng)出料機(jī)械較先進(jìn)，半動(dòng)態(tài)堆肥化能縮短發(fā)酵周期是該工藝的重要特點(diǎn)，其它工藝特點(diǎn)有：熱量利用好

39、，溫度自下而上地依次傳遞，損失少。在高寒地區(qū)生產(chǎn)堆肥時(shí)，如果采用靜態(tài)間歇式堆肥，腐熟垃圾出倉(cāng)后，新裝入垃圾升溫困難。該堆肥生產(chǎn)過(guò)程，就可以解決高寒地區(qū)堆肥生產(chǎn)升溫困難的問(wèn)題。發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)堆肥物的翻堆是隨出料機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)出料和堆肥物的自上而下塌落完成的，無(wú)需外加動(dòng)力，故節(jié)省能源。該發(fā)酵倉(cāng)堆肥物發(fā)酵均勻，可避免靜態(tài)堆肥中出現(xiàn)的“死角”或“夾生”現(xiàn)象。該發(fā)酵倉(cāng)在堆肥過(guò)程中，由于連續(xù)進(jìn)出料，有利于微生物接種，發(fā)酵升溫快，也有利于引入(或培植)微生

40、物新菌種，使之優(yōu)化。,第二種：武漢市機(jī)械化堆肥處理技術(shù)武漢市生活垃圾堆肥廠設(shè)在北郊塔子湖邊。該工藝采用先發(fā)酵，后分選的工藝。設(shè)備投資及操作費(fèi)用低，且全料進(jìn)倉(cāng)發(fā)酵，從無(wú)害衛(wèi)生化角度看比較有利，但發(fā)酵倉(cāng)容積的有效利用率及堆肥產(chǎn)品降解率較低。,第三種：上海安亭機(jī)械化堆肥處理技術(shù)該處理系統(tǒng)工藝流程框圖如“圖4-2-10”所示。整個(gè)工藝由五個(gè)系統(tǒng)組成：①堆肥發(fā)酵倉(cāng)；②機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)；③水份調(diào)節(jié)系統(tǒng)；④輸送系統(tǒng)；⑤機(jī)械篩分-破碎系統(tǒng)。該工藝特點(diǎn)

41、是：日處理量大，達(dá)300t/d。原料供給靠船隊(duì)輸送并配以橋式起重運(yùn)輸系統(tǒng)。由于輸送系統(tǒng)特殊，故投資較國(guó)內(nèi)其他處理廠高。該工藝采取不預(yù)篩分破碎的工藝方法，故未設(shè)前處理工藝，但對(duì)堆肥產(chǎn)品后處理工序設(shè)置了有效的機(jī)械篩分-破碎系統(tǒng)。已達(dá)到工業(yè)性生產(chǎn)水平。,,第四種：天津大港機(jī)械化堆肥處理技術(shù)天津大港機(jī)械化堆肥處理技術(shù)(即LD50-100型生活垃圾堆肥生產(chǎn)線)整條工藝路線分為前處理、發(fā)酵、后處理三大工序。,1,該工藝特點(diǎn)是：前處理工序主要

42、采用機(jī)械化程度較高的生活垃圾處理專(zhuān)用設(shè)備。發(fā)酵工序分為兩個(gè)階段：一次發(fā)酵為好氧發(fā)酵階段，通過(guò)微生物的自然分解以達(dá)到消滅病菌的目的。二次發(fā)酵工序?yàn)閰捬醢l(fā)酵階段，使一次發(fā)酵過(guò)程中未能降解的可堆肥物進(jìn)一步腐熟。后處理工序通過(guò)精篩和去石工藝，可進(jìn)一步去除雜質(zhì)提高堆肥質(zhì)量，精堆肥可以進(jìn)一步添加不同比例的氮、磷、鉀、無(wú)機(jī)肥料及微量元素，制成適于不同作物生長(zhǎng)的專(zhuān)用有機(jī)復(fù)合肥料，售價(jià)可以隨著堆肥所含營(yíng)養(yǎng)成分的比例成倍的增長(zhǎng)，具有較好的市場(chǎng)前景。,第五

43、種：雞西簡(jiǎn)易高溫堆肥處理技術(shù)雞西市屬遼寧省，依據(jù)東北冬夏溫差大的特點(diǎn)，首創(chuàng)了兩套發(fā)酵工藝流程。即夏季炎熱，垃圾、糞便易造成城市環(huán)境的污染。迅速解決垃圾、糞便的無(wú)害化處理是垃圾處理的關(guān)鍵。為此，采用垃圾先分選、破碎，然后與糞便混合進(jìn)行好氧發(fā)酵的無(wú)害化處理。而在冬季，由于氣候寒冷，最低氣溫可達(dá)-38℃。冬季的垃圾、糞便對(duì)環(huán)境污染較夏季已顯得不很突出，為此，采用了垃圾、糞便先厭氧發(fā)酵六個(gè)月(11月至第二年4月)后再分選、破碎的工藝。,（a）

44、夏季堆肥工藝主要工藝設(shè)備有板式給料機(jī)、生活垃圾篩選機(jī)、臥式破碎機(jī)及混合攪拌機(jī)。一次發(fā)酵采用敞開(kāi)式，有1.5m高圍墻的發(fā)酵場(chǎng)地(共建有兩座發(fā)酵場(chǎng)，容積各為1500m3)。在發(fā)酵場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行垃圾糞便混合物料條垛式堆肥化。平時(shí)堆料用塑料薄膜覆蓋，定期進(jìn)行裝載機(jī)機(jī)械翻堆，以保證好氧發(fā)酵條件(物料間氧含量可大于10%)。一次發(fā)酵10d，達(dá)到無(wú)害化。二次發(fā)酵20d，可基本腐熟。,,經(jīng)多年探索及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，該工藝采用將城市生活垃圾及糞便按7:3混合，

45、堆制成長(zhǎng)10m、寬8m、高2m的堆體，發(fā)酵10d取出一部分作為熱源，再覆蓋以新的垃圾及糞便(垃圾和糞便的比7:3)堆制成同上大小的堆體，發(fā)酵期從當(dāng)年的11月份至第二年的4月份，共6個(gè)月。然后將腐熟后垃圾肥進(jìn)行篩分、破碎，直接出售。篩分、破碎是利用夏季適用的垃圾處理機(jī)械設(shè)備。對(duì)厭氧堆肥化進(jìn)行溫度跟蹤監(jiān)測(cè)，證明堆溫能夠升到55~60℃左右，達(dá)到無(wú)害化工藝要求。,第三節(jié) 影響固體廢物堆肥化的主要因素,影響堆肥化過(guò)程（特別是主發(fā)酵）的因素很

46、多，對(duì)于快速高溫二次發(fā)酵堆肥工藝來(lái)說(shuō)，通風(fēng)供氧、堆料含水率、溫度是最主要的發(fā)酵條件，其他條件包括：有機(jī)質(zhì)含量、顆粒度、碳氮比、碳磷比、pH值等。4.1 通風(fēng)的作用及控制通風(fēng)供氧是好氧堆肥化生產(chǎn)的基本條件之一，在機(jī)械堆肥生產(chǎn)系統(tǒng)里，要求至少有50%的氧滲入到堆料各部分，以滿足微生物氧化分解有機(jī)物的需要。,通風(fēng)量主要決定于堆肥原料有機(jī)物含量、揮發(fā)度%，可降解系數(shù)（分解效率%）等，可用下式推算出理論上氧化分解需要的氧氣量（該關(guān)系式反映堆肥

47、化過(guò)程中有機(jī)物氧化分解關(guān)系）：CSHtNUOV·aH2O+bO2→CWHXNYOZ·CH2O+dH2O(氣)+eH2O(液)+fCO2+gNH3+能量再折算成理論空氣量。為便于估算需氧化量包括供料可降解度，提出如下的化學(xué)計(jì)量式：CaHbNcOd+0.5(nZ+2S+r–d)O2→nCwHxNyOz+SCO2+rH2O+(c–ny)NH3 式中 r=0.5[b-nx-3(c-ny)]，s=a-nw，n為降解效

48、率(摩爾轉(zhuǎn)化率<1)，CaHbNcOd和CwHxNyOz分別代表堆肥原料和堆肥產(chǎn)物的成分。,Example：用一種成分為C31H50NO26的堆肥物料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的好氧堆肥化試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果，每1000kg堆料在完成堆肥化后僅剩下200kg，測(cè)定產(chǎn)品成分為C11H14NO4，試求每1000kg物料的化學(xué)計(jì)算理論需氧量。解：可算出堆肥物料C31H50NO26千摩爾質(zhì)量為852kg，則參加過(guò)程的有機(jī)物摩爾數(shù)=1000/852= 1.

49、173千摩爾。堆肥產(chǎn)品C11H14NO4的千摩爾質(zhì)量為224kg，算出每摩爾參加過(guò)程的殘余有機(jī)物摩爾數(shù)，即n=200/1.173×224=0.76；,由已知條件：a=31, b=50, c=1, d=26, w=11, x=14, z=1, y=4，可算出：r=0.5[50–0.76×14–3(1–0.76×1)] =19.32；S=31–0.76×11=22.64。過(guò)程所需的氧量為：W=

50、0.5[0.76×4+2×22.64+19.32–26]×1.173×32 =781.5kg。實(shí)際的堆肥化系統(tǒng)必須提供超出計(jì)算需氧量（二倍以上）的過(guò)程空氣以保證充分的好氧條件。主發(fā)酵強(qiáng)制通風(fēng)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：靜態(tài)堆肥取0.05 ~ 0.2 Nm3/min·m3堆料，動(dòng)態(tài)堆肥則依生產(chǎn)性試驗(yàn)確定。,通風(fēng)的其他作用：空氣受到堆肥化物料的加熱，不飽和的熱空氣可以帶走水蒸氣，從而干化物料。干化的

51、發(fā)生是氧化作用的一部分，也是堆肥化過(guò)程取得的重要收益。在高溫堆肥化后期，主發(fā)酵排出廢氣溫度較高，容納水氣量將隨溫度升高按指數(shù)規(guī)律增加，因此就是在外界環(huán)境空氣呈飽和狀態(tài)或相對(duì)濕度（Φ）相當(dāng)高時(shí)，也可從堆肥中帶走大量水分。,通風(fēng)供氧與帶走水氣兩者是有關(guān)聯(lián)的，但完成兩種目的所需空氣量不同。有時(shí)能同時(shí)滿足，有時(shí)后者需要空氣量更多，例如以污泥糞便等含水率高的物料為主要堆肥原料時(shí)，則干化空氣需要量將明顯增加，在實(shí)際通風(fēng)操作時(shí)應(yīng)注意這一點(diǎn)。通風(fēng)的

52、另一作用是從堆肥發(fā)酵倉(cāng)系統(tǒng)向外散熱，這對(duì)堆溫度的調(diào)節(jié)，尤其在進(jìn)入降溫階段溫度的控制是必要的。,例題：使用一臺(tái)封閉式發(fā)酵倉(cāng)設(shè)備，以固體含量為50%的垃圾生產(chǎn)堆肥，俟干至90%固體后用作調(diào)節(jié)劑，環(huán)境空氣溫度為20℃，飽和濕度為0.015（g水）/（g干空氣），相對(duì)濕度為75%，試估算使用環(huán)境空氣進(jìn)行干化時(shí)的空氣需要量，如將空氣預(yù)熱到60℃（飽和濕度為0.152(g水)/（g干空氣）會(huì)如何？解：分析假定進(jìn)口和出口的溫度相同而排出空氣呈飽和狀

53、態(tài)，可求得每克固體去除的水分為：(1/0.5-1) – (1/0.9–1) = 0.889(g水)/(g固體)當(dāng)采用20℃的環(huán)境空氣時(shí)，求得理論上的空氣需要量為：0.889g(水)/g(固體)×1g(干空氣)/0.015g(水)×1/(1.0–0.75)×106g/t×22.4L/29(空氣)×1m3/1000L=183000(m3干空氣)/(t干堆肥),如果預(yù)熱空氣到60℃，則去除水

54、分能力為：0.152–(1.0–0.75×0.015)=0.148(g水)/(g干空氣)則所需空氣量為：0.889×1/0.148×106×22.4/29×1/1000=4640(m3干空氣)/(t干堆肥)。通風(fēng)方法與控制：常用的通風(fēng)方式有：a) 自然通風(fēng)供氧；b) 向肥堆內(nèi)插入通風(fēng)管（主要用在人工土法堆肥工藝）；c) 利用斗式裝載機(jī)及各種專(zhuān)用翻推機(jī)橫翻堆通風(fēng)；d) 用風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)

55、供氧，后兩者是現(xiàn)代化堆肥廠主要采用方式，常配合使用。因?yàn)樾柩趿亢投逊饰锪纤旨岸蚜蠝囟让芮邢嚓P(guān)，一般在堆肥過(guò)程中常用堆層溫度的變化，用儀表反饋來(lái)控制通風(fēng)量以保證堆肥過(guò)程處于微生物生長(zhǎng)的理想狀態(tài)。,另外，氧的吸收率（或稱(chēng)耗氧速率）是衡量生物氧化作用及有機(jī)物分解程度的重要評(píng)價(jià)參數(shù)，故對(duì)于機(jī)械化連續(xù)堆肥生產(chǎn)系統(tǒng)，可以通過(guò)測(cè)定排氣中氧的含量（或CO2含量）以確定發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)氧的濃度及氧的吸收率，排氣中氧的適宜體積濃度值是14~17%，可以此為指標(biāo)來(lái)

56、控制通風(fēng)供氧量。4.2 含水率微生物需要從周?chē)h(huán)境中不斷吸收水分以維持其生長(zhǎng)代謝活動(dòng)，微生物體內(nèi)水及流動(dòng)狀態(tài)水是進(jìn)行生化反應(yīng)的介質(zhì)，微生物只能攝取溶解性養(yǎng)料，水分是否適量直影響堆肥發(fā)酵速度和腐熟程度，所以含水率是好氧堆肥化的關(guān)鍵因素之一。從理論上講為維持微生物活性含水率高達(dá)90%仍是適宜的，但受到各種限制。,固體廢物含水率的高低主要取決于其物理組成。一般規(guī)律是：①有機(jī)物百分含量<50%時(shí)；最適宜含水率45~50%；②有機(jī)物百分

57、含量達(dá)到60%時(shí)，最適宜含水率也可達(dá)到60%；③當(dāng)無(wú)機(jī)物灰分多，物料含水率<30%時(shí)，微生物繁殖慢、分解過(guò)程遲緩，當(dāng)含水率<12%時(shí)，微生物的繁殖會(huì)停止。（1）最大含水量受到物質(zhì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（即物料吸收大量水分、仍能保持其結(jié)構(gòu)的完整性）限制。例如禾桿的最大含水量為75~85%；鋸木屑最大含水量為75~90%；城市垃圾最大含水量為65%。在堆肥化過(guò)程中，最大含水量也稱(chēng)“極限水分”。即從透氣性角度出發(fā)，將固體粒子內(nèi)部細(xì)孔被水填滿

58、時(shí)的水分含量稱(chēng)為堆肥操作中的極限水分。,垃圾成分的極限含水率（2）臨界水分“臨界水分”是既考慮了微生物活性需要，又考慮到保持物料孔隙率與透氣性需要的綜合指標(biāo)。當(dāng)含水率超過(guò)65%，水就會(huì)充滿物料顆料間的空隙，使空氣含量減少，堆肥將由好氧向厭氧轉(zhuǎn)化，溫度也急劇下降，將形成發(fā)臭的中間產(chǎn)物（硫化氫、硫醇、氨等）和因硫化物而導(dǎo)致堆料腐敗發(fā)黑。綜上所述，綜合堆肥化各種因素可得到適宜水分范圍為45~60%（wt%）（符合城市生活垃圾堆肥處理廠技

59、術(shù)議價(jià)指標(biāo)的規(guī)定）， 以55%為最佳。,（3）堆肥物料含水率調(diào)節(jié)與控制 當(dāng)以城市垃圾為主要堆肥原料時(shí)，有時(shí)含水率偏低，?？膳湟约S水或污泥來(lái)調(diào)節(jié)水分，也可用一定量的回流堆肥來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。堆肥物料的水分調(diào)節(jié)可根據(jù)采用回流堆肥工藝的物料平衡進(jìn)行。,上圖是好氧堆肥化物料平衡圖。圖中：Xc–––城市垃圾原料的濕重；Xp–––堆肥產(chǎn)物的濕重；Xr–––回流堆肥產(chǎn)物的濕重；Xm–––進(jìn)入發(fā)酵混合物料的總濕重；Sc–––原料中固體含量（重量%）；Sp=

60、Sr–––堆肥產(chǎn)物和回流堆肥的固體含量（重量%）；Sm–––進(jìn)入發(fā)酵倉(cāng)混合物料的固體含量（重量%）。,作物料平衡計(jì)算如下：濕物料平衡式：Xc+Xr=Xm (4-2-14)干物料平衡式：ScXc+SrXr=SmXm (4-2-15)將式（4-2-15）代入式（4-2-14）中，得關(guān)系式：ScXc+SrXr=Sm(Sc+Xr) (4-2-1

61、6)令Rw為回流產(chǎn)物濕重與垃圾原料濕重之比，稱(chēng)為回流比率，則：RW=Xr/Xc (4-2-17)由（4-2-16）變形得：,即 Xr/Xc=(Sm–Sc)/(Xr–Sm) 故 RW=Xr/Xc=(Sm–Sc)/(Sr–Sm) (4-2-18)如令Rd為回流產(chǎn)物的干重與垃圾原料干重之比，則Rd=SrXr/ScXc (4-2-19)將（4-2-16）

62、變形，方程兩邊各除以ScXc，得1+Rd=SmXc/ScXc+SmXr/ScXc =Sm/Sc+SmXr/ScXc×(Sr/Sr) = Sm/Sc+Sm/Sr×Rd即 Rd(1-Sm/Sr)=Sm/Sc–1 可整理得關(guān)系式Rd=(Sm/Sc–1) / (1–Sm/Sr) (4-2-20)方程式（4-2-19）或（4-2-20）能用來(lái)計(jì)算所需要的以干重或

63、濕重為條件的回流比率。,當(dāng)以脫水污泥濾餅等濕度大的物料為主要原料時(shí)，回流堆肥調(diào)節(jié)水份是常用的方法。（見(jiàn)作業(yè)1）對(duì)堆肥化混合物進(jìn)行水份控制時(shí)，無(wú)論是否使用回流堆肥都可以摻加調(diào)理劑。干調(diào)理劑對(duì)控制濕度較有利。如只用調(diào)理劑而不用堆肥回流時(shí)，則前述物料平衡及計(jì)算關(guān)系式只需要用Xa、Sa取代Xr及Sr即可求解。但往往消耗大量調(diào)理劑。(Xa──有機(jī)調(diào)理劑總濕重；Sa──調(diào)理劑的固體含量，重量%)。（見(jiàn)作業(yè)2）,4.3 倉(cāng)內(nèi)溫度及其控制于堆肥化系

64、統(tǒng)而言，溫度是影響微生物活動(dòng)和堆肥工藝過(guò)程的重要因素。堆肥中微生物分解有機(jī)物進(jìn)行分解代謝會(huì)釋放出熱量，這是堆料溫度上升的熱源。堆肥化過(guò)程溫度的變化速率受到氧氣的供應(yīng)狀況及發(fā)酵裝置、保溫條件等影響。對(duì)于靠酶促進(jìn)行的堆肥生物化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，溫度對(duì)過(guò)程的宏觀影響比較復(fù)雜，且主要由于不同種類(lèi)微生物的生長(zhǎng)對(duì)溫度具有不同的要求。,堆肥溫度與微生物生長(zhǎng)的關(guān)系,溫度過(guò)低是不利的，分解反應(yīng)速度慢，也達(dá)不到熱滅活無(wú)害化要求，嗜熱菌發(fā)酵最適宜溫度是50~60℃

65、。由于高溫分解較中溫分解速度要快，并且高溫堆肥又可將蟲(chóng)卵、病原菌、寄生蟲(chóng)、孢子等殺滅，達(dá)到無(wú)害化要求，所以一般都采用高溫堆肥。 但溫度過(guò)高也不利，例如當(dāng)溫度越過(guò)70℃時(shí)，放線菌等有益細(xì)菌（有的地農(nóng)業(yè)有益，存活于植物根部周?chē)?，使植物受到良好的影響而茁壯成長(zhǎng)），將全部被殺死。且孢子進(jìn)入形成階段，并呈不活動(dòng)狀態(tài)，使分解速度相應(yīng)變慢，所以適宜的堆肥化溫度為55~60℃。堆肥過(guò)程中溫度的控制十分必要，在實(shí)際生產(chǎn)中往往通過(guò)溫度—通風(fēng)反饋系統(tǒng)來(lái)完成

66、溫度的自動(dòng)控制。,Questions,1. 擬采用堆肥化方法處理脫水污泥濾餅，其固體含量SC為30%，每天處理量為10t（以干物料基計(jì)算），即10t(干)/d。采用回流堆肥（其SR為70%）起干化物料作用，要求混合物Sm為40%，試用兩種基準(zhǔn)計(jì)算回流比率，并求出每天需要處理的物料總量為多少t？2. 設(shè)污泥餅中加入回流堆肥和調(diào)理劑以控制濕度。選用的有機(jī)調(diào)理劑是鋸末，其固體含量Sa為70%，脫水泥餅和回流堆肥中分別含25%和60%的固體。