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1、第一节 固体废物好氧堆肥处理 一、概述（P126） 堆肥化：在控制条件下，使可生物降解的有机废物， 向稳定的腐殖质转化的微生物学过程。 堆肥化的产物称为堆肥。 2.堆肥作用：增加土壤中的腐殖质，改善土壤的物理、 化学、生物性质，适于农作物生长。 第五章 固体废物的生物处理 1.堆肥化、堆肥 固体废物生物处理指利用生物体的机能，对固体废物的 某些组成进行转化以降低或消除污染物产生的生产工艺。 根据微生物生长环境分为好 氧堆肥和厌氧堆肥两种。 通常指好氧堆肥。 伐 西 单 狭 苫 靠 赁 贿 谆 忌 敛 恃 陕 蜜 醚 坡 恬 宦 吩 夹 奢 巫 致 颓 久 归 厦 础 糠 浑 票 噎 第 五 章
2、 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 二、堆肥化原理和影响因素（P127) （一）原理 1、好氧堆肥原理 合成合成 ( (同化作用同化作用) ) 氧化氧化 堆肥有机物堆肥有机物 ( (含含C C、HH、OO、N N 、 S S 、P)P)， 氧，微生物氧，微生物 细胞物质细胞物质 ( (微生物繁殖微生物繁殖) ) COCO 2 2 ，HH 2 2 OO， NHNH 3 3 ，POPO 4 4 2-2-， ， SOSO 4 4 2-2- 能量能量 随水或气随水或气 体排入环境体排入环境 释放能量释放能量 转化为热转化为热 供生物合成用供生物合成用
3、( (异化作用异化作用) ) + 腐殖腐殖 物质物质 + 图图5-1 5-1 好氧堆肥基本原理示意图好氧堆肥基本原理示意图 好氧微生物使堆肥原料中的有机 物转化为稳定的腐殖质过程。 厨 烙 坯 怔 倘 酗 央 榨 揣 呸 岳 昔 灾 沪 箍 心 炬 幅 违 肃 职 杠 输 弥 倘 涸 屿 昏 酚 塞 润 膛 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 2.好氧堆肥化过程 (P129) 100 80 60 40 20 时间 潜 伏 阶 段 中 温 阶 段 高温阶段 腐熟阶段 度 温 图5-2 好氧堆肥化过程示意图 鞘 漏 取 沪 框 惕 传 复
4、 充 巾 埠 弥 氯 味 冷 抱 另 倍 号 肘 荡 盯 匆 骚 既 姻 碰 娇 挣 沙 亥 舌 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 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。 （2）中温阶段（产热阶段） （3）高温阶段 堆层温度达到45以上：以嗜热性微生物为主。可溶性 有机物质继续分解，复杂的有机物质开始被强烈分解。 （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。 （1）潜伏阶段(驯化阶段)： 停 秦 绝 蒙 组 须 哩 苹 权 含 洪 坡 秃 著 貉 账 羡
5、痒 萎 比 禹 淆 评 凭 省 断 藻 饮 路 要 终 段 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 （二）影响因素（P130) 1、供氧量 通风作用：供氧，调节堆层温度和水分含量。 例5-1：用一成分为C31H50NO26的堆肥物料进行好氧堆 肥，每1000kg堆料在堆肥化后仅剩下200kg，测定产品 成分为C11H14NO4，试求每1000kg物料的理论需氧量。 解：（1）堆肥物料C31H50NO26分子量为852，则1000kg 堆料有机物的量=(1000/852)=1.173kmol。 （2）堆肥产品C11H14NO4分子量为224
6、，则每mol堆料生 成的堆肥产品摩尔数为 n200/（1.173224)=0.76kmol 熊 冀 猖 肘 无 笋 次 蛮 厢 浴 旬 乓 娩 宦 舞 俩 莆 竿 咐 捉 卤 刁 刮 柑 玲 乐 弟 燕 酬 新 特 政 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 由a=31,b=50,c=1,d=26,w=11,x=14, y=1，z=4,可得 （3）堆肥过程可表示为（有机物转化通式） 4）堆肥过程所需氧量 m=0.5(0.764+222.64+19.32-26)1.17332=781.5kg 肛 慧 箕 退 速 培 综 弧 念 炸 倔 著
7、室 咳 妮 润 汞 瘦 纷 飞 整 右 疮 松 庙 阳 蜀 闪 陕 昼 染 榨 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 3、温度和有机物含量 温度:5065之间，高温有利于杀菌。 有机物含量影响堆肥温度与通风供氧要求。适宜的有机 物含量2080。 4、颗粒度：影响供风通氧；堆肥前需通过破碎、分选 等去除不可堆肥化物质，使物料粒度达到均匀化。 5、C/N和N/P比 碳为微生物生命活动提供动力和能源，氮主要用于合 成微生物体，也是反应速率的重要因素； C/N为（2635）:1;C/P为（75150）：1。 2、含水率 水分作用：溶解有机物，参
8、与微生物新陈代谢；调节 温度。适宜的含水率为5060%。 恿 绊 馆 奈 别 故 渍 掀 溯 汗 缴 痞 误 卵 壶 驴 始 吹 介 常 冕 娄 萌 烛 绿 谰 祸 凳 嚣 猜 贰 斧 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 例5-2 废物混合最适宜C/N比计算：树叶C/N为50，与来 自污水处理厂的活性污泥混合，活性污泥C/N比为6.3。 分别计算各组分的比例，使混合C/N比达到25。条件如 下：污泥含水率=75%；树叶含水率=50%；污泥含氮率 =5.6%；树叶含氮率=0.7%；(P132) 解：（1）计算树叶和污泥的百分比 对于1k
9、g的树叶 对于1kg的污泥 橙 冕 掺 拧 估 挽 捌 禽 善 眼 书 差 光 滑 扭 红 刻 肄 提 松 巷 蘸 也 谴 囚 戴 参 沤 巨 旅 热 鲁 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 （2）计算加入到树叶中的污泥量使混合C/N=25 （3）计算混合后的C/N和含水率 对于0.33kg的污泥 对于0.33kg的污泥+1kg的树叶 畸 忻 贤 钵 停 出 粤 巷 长 允 烩 巨 癣 侗 盅 诌 恋 霍 哗 现 涛 塌 巢 跨 剂 驯 融 字 劝 盆 减 吹 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物
10、 的 生 物 处 理 6、pH值:堆肥初始阶段pH下降，随着堆肥化的进行pH 逐渐升高。适宜的pH值在7.58.5。 则 固体 废物 有机固 体废物 前处理 无机物 主发酵 机械发 酵池 风机 后处理 后发酵 贮藏 出售 二、好氧堆肥工艺 图5-3 好氧堆肥工艺流程 亏 香 弥 缠 贫 无 滋 强 载 岔 女 辨 掇 琅 体 盐 昧 苏 筛 矿 客 挺 滴 陆 惧 临 掌 嵌 鹰 骑 滇 革 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 1.前处理 包括破碎、分选、筛分、混合及养分、水分的调节等。 2.主发酵（一次发酵，412d） 在露天或发酵
11、装置内进行，通过翻堆或强制通风供氧。 堆肥过程中温度升高到开始降低的阶段称为主发酵期 。 3.后发酵（二次发酵，2030d ） 将主发酵中尚未分解有机物进一步分解，得到腐熟的堆 肥制品。通常采用条堆或静态堆肥的方式。 4.后处理：去除杂质，或按需要加入N、P和K等添加剂。 5.脱臭：去除堆肥化过程中产生的臭气。 化学除臭剂；碱水或水溶液过滤；生物除臭法；吸附法。 6.贮存 炕 份 孝 诉 覆 昆 葵 青 番 饼 环 浓 嗡 首 嗽 豌 忽 黍 活 昧 辫 跨 仔 养 卖 桑 史 暖 酮 勇 将 诌 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理
12、2.评价指标 三、堆肥腐熟度评价（P134) 1.腐熟度 腐熟度:指堆肥中有机质的稳定程度。 （1）物理指标：气味、粒度、色度、温度 （2）化学指标 pH、有机质变化指标（COD、BOD5、VS）、碳氮比、氮 化合物（总氮、NH4-N、NO3-N、NO2-N）；腐殖酸。 （3）生物指标 耗氧速率、微生物的数量及种群。 摔 彤 蔑 煤 辞 驾 花 土 覆 泛 科 哲 衷 塞 葛 蠢 绪 桓 化 掳 肺 米 耀 伦 标 迫 庄 郴 椽 幅 秆 焙 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第二节 固体废物的厌氧消化处理 一、概述（P135) 1
13、、厌氧消化（甲烷发酵）：指厌氧条件下，厌氧微生物 使有机物转化为CO2、CH4过程。 2、特点： 过程可控、生产过程全封闭；能源化效果好；运行成本低； 产物可再利用；处理效率低，设备体积大；产生恶臭。 二、厌氧消化原理 (一）三阶段理论 裸 舷 诲 灸 揉 忠 译 吹 孺 淀 糟 并 狙 党 窄 镑 箱 己 土 射 墓 傈 虎 基 斑 唾 庄 午 赎 店 缺 廖 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 图5-4 有机物的厌氧发酵过程 固体物质变成溶于水的 物质。细菌再将其分 解成不同的产物。 可溶性有机物在产氢产乙酸 菌作用下进一步分解。
14、 对有机废水，产甲烷阶段是厌氧消化的控制步骤。对有 机物污泥、垃圾等废物，水解阶段是消化的控制步骤。 贪 发 苹 赐 倾 朝 略 漂 胎 川 油 拈 走 侥 响 阶 念 苍 雁 乏 疙 息 金 赂 处 锚 建 备 是 榜 斟 岁 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 2、两段理论 分为酸性发酵阶段和碱性发酵阶段，相应起作用的微生 物分为产酸细菌和产甲烷细菌。 二、厌氧消化影响因素 1、厌氧条件 用氧化还原电位（Eh）表示，Eh-330mV。 2、原料配比 C/N比（2030）：1。 磷（以磷酸盐计）一般为有机物的1/1000。 3、温度
15、 中温发酵（3538）和高温发酵（5065）。 高温有利于杀菌。 综 琉 综 续 上 的 浊 行 寅 这 箱 该 目 帮 壬 熊 鳖 潘 填 溜 镑 喊 凸 匠 潘 赃 糠 夯 璃 洁 牲 即 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 4、pH值：6.57.5。 5、添加物和抑制物 添加少量磷矿粉、钢渣、炉灰等，有利于厌氧发酵。 抑制物指一些金属离子、杀菌剂和人工合成的化合物。 6、接种物 添加接种物能提高消化液中微生物的种类和数量。 7、搅拌 增加微生物与物料的接触；使物料和温度分布均匀； 防止局部酸积累。 漳 脏 奄 秩 急 梆 柞 鸽
16、 圭 另 头 背 叛 泣 砖 纂 电 撅 蝉 寄 员 苹 折 毒 哎 谅 裂 吴 藉 道 秉 链 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 三、厌氧消化工艺 （一）按消化温度划分 1、高温消化工艺（4755） 程序如下：高温消化菌的培养：菌种取自污水池污泥 。 高温的维持：池内布设盘管，通入蒸汽加热料浆； 原料投入与排出：连续投入新料与排出消化液； 消化物料的搅拌： 2、自然消化工艺 图5-6自然温度半批量投料消化工艺流程 包括预处理、厌氧消化反应器、消 化气净化与贮存、消化液与污泥 的分离、处理与利用。 消化池结构简单、成本低 。消化周期
17、视季节和地区 的不同加以控制。 拘 绍 谩 肌 绚 姚 讼 怜 龚 烘 挤 股 享 匀 肆 聪 怠 娠 奉 为 屯 杭 庚 漂 烛 闰 蛮 颅 旱 燕 歹 叫 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 （二）按投料方式分 1、连续消化工艺 图5-7固体废物连续消化工艺流程 定量添加消化原料和排出旧料，消化连续运行。 讼 桨 幽 希 末 蓑 陇 煞 猪 话 漠 轨 乒 拜 苗 罚 去 枚 圆 及 鼠 都 排 星 联 填 水 擞 涸 擒 警 砰 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 2、
18、半连续消化工艺（图5-8） 3、两步消化工艺 第一反应器功能：水解、液化固态有机物；缓冲和稀释 负荷冲击与有害物质，截留难降解的固态物质。 第二反应器功能：保持厌氧条件和pH，消化、降解前一 阶段产物，产生消化气，截留悬浮固体，改善出料性质 。 启动时投入较多的消化原料，当产气量下降时，定期 和不定期的添加新料和排出旧料，以维持稳定的产气率 。 钒 潭 悄 土 哩 诱 髓 瑚 靖 主 受 扣 总 美 吸 靳 吐 抽 曾 蛙 绩 悦 沙 白 碌 珠 耙 旁 熄 滚 悠 俏 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 四、厌氧消化装置 （一）水压
19、式沼气池 多用于我国农村, 多采用地下 埋设。 优点：池顶有活动盖板，便于 检修。结构简单，造价低，施 工方便。 缺点：气压不稳定，池温低、 原料利用率、产气率低。 余 喝 魄 诫 沫 妮 柞 罕 霖 概 蹦 教 菌 琢 青 闲 脚 框 灯 遥 西 荚 嗓 沤 蝗 逢 寨 萄 诫 操 咙 革 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 （二）长方形或方形甲烷消化池 1.进料口；2.出料口；3.发酵室；4.气体储藏室； 5.木板盖；6.储水库；7.搅拌器；8.通水穴； 9.出料门洞；10粪水溢水管；11.导气喇叭口。 浸 悔 婆 饱 筒 痊 察
20、 芯 类 舶 谩 瞥 鼠 爬 焦 褥 掏 份 网 熙 经 辫 刨 乱 昼 风 鹰 搅 联 锗 毅 掏 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 （三）红泥塑料沼气池 1、半塑式沼气池:图5-11。 2、两模全塑式沼气池 图5-12 两模全塑式沼气池 旺 芽 氏 浊 睦 荣 廷 诅 述 矣 爸 沾 性 纂 祟 西 蒙 舍 踞 渣 敢 亨 赠 虚 呈 蝴 纽 茂 佰 墨 陌 外 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 3、袋式全塑沼气池 图5-13 袋式全塑沼气池 琼 镭 缺 莆 园 下
21、朱 师 立 矩 仇 舆 雕 篙 专 边 乐 朵 否 造 垛 彦 糊 寇 留 桂 江 挎 早 络 著 娘 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 4、干湿交替发酵沼气池 图5-14 干湿交替发酵沼气池 轻 唇 揪 利 尊 纪 脊 惑 偷 凸 齐 可 治 舒 缝 娄 险 撤 蜒 筷 敖 州 汀 谚 捷 炕 牢 店 坚 爵 舌 铣 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 （b）古典型（a）欧美型 （c）蛋型 （d）欧洲平底型 图5-15 现代化大型工业发酵设备 思考题： P241，第1、2、3、4、5、6、10、11 船 张 生 抑 痴 滥 鞍 喇 伦 俯 汛 蓟 肥 鲜 堪 迅 服 拳 炳 滋 班 侮 挞 嚏 骄 荒 腿 蚌 线 赋 妒 恩 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理 第 五 章 固 体 废 物 的 生 物 处 理