4.堆肥化原理與應(yīng)用[講課適用]

1、固體廢物堆肥化原理與應(yīng)用固體廢物堆肥化原理與應(yīng)用 朱能武 Tel:E-mail: 1 優(yōu)選課堂 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 問題的提出 堆肥化的概念和原理 堆肥系統(tǒng)及其設(shè)計(jì) 影響堆肥過程的主要因素 堆肥過程的微生物學(xué)與生物資源利用 2優(yōu)選課堂 一、一、 問題的提出問題的提出 3 優(yōu)選課堂 有機(jī)固體廢物的種類及數(shù)量：有機(jī)固體廢物的種類及數(shù)量： 城市生活垃圾的有機(jī)部分城市生活垃圾的有機(jī)部分 0.8億噸億噸/年年 城市污泥城市污泥 0.1億噸億噸/年年 作物秸稈作物秸稈 5億噸億噸/年年 畜禽糞便畜禽糞便 40億噸億噸/年年 4優(yōu)選課堂 幾種處理方法的比較幾種處理方法的比較 方法周期

2、占地投資運(yùn)行費(fèi)用臭味無害化效果 堆漚長(zhǎng)大低低很濃差 厭氧堆肥長(zhǎng)大低低很濃差 快速烘干短小高高 不易控 制 好 好氧堆肥短一般一般一般易控制好 好氧堆肥在有機(jī)固體廢棄物處理中得到應(yīng)用好氧堆肥在有機(jī)固體廢棄物處理中得到應(yīng)用 5優(yōu)選課堂 Annual Operating Cost Comparison for Diversion and Disposal Using a Composting Facility（Joel Thompson et al，1999） Diversion Disposal Operational Costs: Labor Kuchenrither等, 1983) 原則： 高

3、C/N比和高C含量 低含水率 低容重 pH值高或有一定的酸化緩沖能力 具有一定的結(jié)構(gòu)支撐能力 來源廣泛，價(jià)格低廉 15優(yōu)選課堂 調(diào)理劑的評(píng)價(jià)程序 選定調(diào)理劑的范圍 調(diào)理劑的理化性質(zhì)適用性 能否大量得到 調(diào)理劑排序 費(fèi)用評(píng)價(jià) 是 是 否 排除 否 排除 16優(yōu)選課堂 四、影響堆肥過程的因素及控制四、影響堆肥過程的因素及控制 17 優(yōu)選課堂 含水率：4080% 溶解有機(jī)物，參與微生物代謝 水分蒸發(fā)時(shí)帶走熱量 有機(jī)質(zhì)含量：2080% C/N比：255 PH值：69 通氣量：0.040.08L/min/kg volatile matter 提供氧氣 調(diào)節(jié)溫度 散除水分 堆體的溫度：最關(guān)鍵因素，Tset

4、 TTsetTTL 通風(fēng)tmin 通風(fēng)tmax 堆體 微處理器 開風(fēng)機(jī) 是 否 是 否 否 溫度 是 否 是 圖C 溫度反饋控制邏輯圖 27優(yōu)選課堂 堆肥通風(fēng)控制系統(tǒng)的影響因素及結(jié)果 （Pereira-Neto等, 1987） 控制方式維護(hù)性 控制階段 費(fèi)用 控制 堆體數(shù) 高溫其它 固定通風(fēng)速率的時(shí)間控制極好一般 差很低1 通風(fēng)速率變化的時(shí)間控制極好一般一般低1 溫度反饋控制一般極好差較高1 通風(fēng)速率變化的時(shí)間-溫 度反饋控制 一般好好高1 微電腦控制較差極好極好很高25 28優(yōu)選課堂 堆肥過程參數(shù)的變化堆肥過程參數(shù)的變化 物理參數(shù)： 氣味 顏色 溫度 含水率 堆體體積 29優(yōu)選課堂 化學(xué)參數(shù)

5、化學(xué)參數(shù) C/N 有機(jī)質(zhì)含量 腐殖質(zhì) 氮成分 CEC 30優(yōu)選課堂 堆肥腐熟度的指標(biāo)及堆肥產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)堆肥腐熟度的指標(biāo)及堆肥產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 物理方法：顏色、氣味、溫度等，只能定性描 述，不能定量化 化學(xué)方法：應(yīng)用廣泛 生物方法：發(fā)芽指數(shù)、微生物活性 光譜分析法：有待于進(jìn)一步研究 采用多種指標(biāo)綜合，才能恰當(dāng)評(píng)價(jià)堆肥腐熟度 31優(yōu)選課堂 推薦的部分腐熟度指標(biāo) (Chanyasak等, 1981; Garcia等, 1992; Hue等, 1995; Bernal等, 1998) 指 標(biāo) 推薦值 指 標(biāo) 推薦值 C/N 3.5 水浸提液的 OC/ON 56 NH4+/NO3 0.16 碳（以 CO2/

6、100gTOC 計(jì)） 500mg WSC/TN 0.3 CO2產(chǎn)生速率 120mgCO2/kg/hr WSC/TON 0.70 NaOH 浸提液的 C 60g/kg WSC/WSN 2 or 16 WSOC 1.7% or 10g/kg NH4-N 0.04% 水溶性碳水化合物 50% 可生化降解指數(shù) 2 WSC 0.5% WSOC/ON 0.55 32優(yōu)選課堂 堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 綠色產(chǎn)品基地有機(jī)肥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)目 pH 蛔蟲卵死亡率/% 糞大腸桿菌值 標(biāo)準(zhǔn)值 6.5-8.5 95-100 10-1-10-2 重金屬及農(nóng)藥含量/（mg/kg） 項(xiàng)目 Cd Hg As Pb Cr 六六六 DDT

7、 標(biāo)準(zhǔn)值 0.80 0.07 18.0 6.0 6.5 0.1 0.2 33優(yōu)選課堂 五、堆肥過程生物學(xué)問題與生物資源利用五、堆肥過程生物學(xué)問題與生物資源利用 34 優(yōu)選課堂 研究方法研究方法 依賴計(jì)數(shù)、分離培養(yǎng)、生理生化鑒定依賴計(jì)數(shù)、分離培養(yǎng)、生理生化鑒定 不依賴分離培養(yǎng)方法的探索，間接反映不依賴分離培養(yǎng)方法的探索，間接反映 細(xì)胞膜磷脂（細(xì)胞膜磷脂（phospholipid fatty acids , PLFA ） 微生物醌（微生物醌（microbial quinone profile ） ATP含量含量 微生物量（微生物量（microbial biomass） 微生物特定的微生物特定的DN

8、A或或RNA片段，直接反映片段，直接反映 rRNA及其基因鑒定微生物及其基因鑒定微生物 5S rRNA基因攜帶的信息量有限（約基因攜帶的信息量有限（約120bp） 16S rDNA，首次（，首次（Muyzer et al，1993） 35優(yōu)選課堂 有機(jī)固體廢物堆肥化的生物學(xué)問題有機(jī)固體廢物堆肥化的生物學(xué)問題 新技術(shù)（分子生物學(xué)）的新成果新技術(shù)（分子生物學(xué)）的新成果 生物處理法的生物資源高效利用？生物處理法的生物資源高效利用？ 36優(yōu)選課堂 討討 論論 固體廢物堆肥化處理與利用固體廢物堆肥化處理與利用 堆肥可能應(yīng)用的領(lǐng)域。堆肥可能應(yīng)用的領(lǐng)域。 堆肥應(yīng)用可產(chǎn)生的效益分析。堆肥應(yīng)用可產(chǎn)生的效益分析。 堆肥技術(shù)在我國(guó)推廣應(yīng)用存在的障礙