9固體廢物的生物處理2011.

1、9固體廢物的生物處理固體廢物的生物處理chapter9 biological treatment of solid wastesn 概述概述n 堆肥化堆肥化n 厭氧發(fā)酵制沼氣厭氧發(fā)酵制沼氣9.1 概述概述n概念概念n作用與特點作用與特點(1) 概念概念n利用微生物（細菌、放線菌、真菌）和動物（蚯蚓等）分利用微生物（細菌、放線菌、真菌）和動物（蚯蚓等）分解廢物中的有機質，回收能源和資源，實現(xiàn)有機廢物的資解廢物中的有機質，回收能源和資源，實現(xiàn)有機廢物的資源化、減量化和無害化，既變廢為寶，又解決環(huán)境污染。源化、減量化和無害化，既變廢為寶，又解決環(huán)境污染。因此，生物處理技術是一項經濟、實惠，切實可行的

2、有機因此，生物處理技術是一項經濟、實惠，切實可行的有機廢棄物處理技術。廢棄物處理技術。n生物處理有機固廢的方法有多種，如生物處理有機固廢的方法有多種，如:堆肥化，厭氧消化堆肥化，厭氧消化，纖維素水解，垃圾養(yǎng)蚯蚓等。其中最主要的并且能大規(guī)，纖維素水解，垃圾養(yǎng)蚯蚓等。其中最主要的并且能大規(guī)模地處理有機固體廢物的方法是模地處理有機固體廢物的方法是好氧堆肥法好氧堆肥法和和厭氧消化法厭氧消化法，本章將重點介紹。，本章將重點介紹。n其它的生物處理技術雖不能大規(guī)模處理，但能從廢物中回其它的生物處理技術雖不能大規(guī)模處理，但能從廢物中回收高附加值生物制品，因此也得到了較多的研究，例如纖收高附加值生物制品，因此也

3、得到了較多的研究，例如纖維素水解生產化工原料及生物制品，養(yǎng)殖蚯蚓生產生物蛋維素水解生產化工原料及生物制品，養(yǎng)殖蚯蚓生產生物蛋白等。白等。(2)作用與特點作用與特點 生物處理的作用和特點有以下四個方面：生物處理的作用和特點有以下四個方面：n穩(wěn)定化和殺菌、消毒作用穩(wěn)定化和殺菌、消毒作用 n減量化減量化n回收能源回收能源n回收有用物質回收有用物質 a. 穩(wěn)定化和殺菌作用穩(wěn)定化和殺菌作用n有機固體廢物經生物氧化分解后轉化為有機固體廢物經生物氧化分解后轉化為h2o，co2，ch4，nh3，h2s等氣體和性質穩(wěn)定的難降解有機物等氣體和性質穩(wěn)定的難降解有機物(抗抗性有機物性有機物)從而達到穩(wěn)定化的效果，其產

4、品不會對環(huán)境從而達到穩(wěn)定化的效果，其產品不會對環(huán)境造成污染。造成污染。n有機物分解過程中的厭氧環(huán)境以及反應熱形成的高溫有機物分解過程中的厭氧環(huán)境以及反應熱形成的高溫可以殺滅廢物中絕大多數(shù)病原體而達到無害化?？梢詺鐝U物中絕大多數(shù)病原體而達到無害化。b減量化減量化n有機廢物經生物處理后，可減量有機廢物經生物處理后，可減量3050，減，減量效果明顯。量效果明顯。c 回收能源回收能源n人類生活中大量使用的各種生物物質是重要的太陽能人類生活中大量使用的各種生物物質是重要的太陽能儲存體，蘊藏著巨大的潛在能源，利用生物技術可使儲存體，蘊藏著巨大的潛在能源，利用生物技術可使其轉化為可直接利用的能源，開發(fā)生物

5、能已經成為一其轉化為可直接利用的能源，開發(fā)生物能已經成為一種時代的潮流。種時代的潮流。n例如，污泥和生活垃圾的厭氧消化處理可使其中的有例如，污泥和生活垃圾的厭氧消化處理可使其中的有機物轉化為具有較高能源價值的機物轉化為具有較高能源價值的沼氣沼氣，井可進一步轉，井可進一步轉化為熱能或電能?；癁闊崮芑螂娔?。d 回收有用物質回收有用物質n 用生物處理技術從固體廢物中回收有用物質的方法用生物處理技術從固體廢物中回收有用物質的方法除好氧除好氧堆肥堆肥和厭氧發(fā)酵制取和厭氧發(fā)酵制取沼氣沼氣外，還可利用纖維素外，還可利用纖維素水解生產化工原料及其他生物制品。水解生產化工原料及其他生物制品。9.2 堆肥化堆肥化

6、(composting) 概述概述 好氧堆肥原理好氧堆肥原理 堆肥原料及堆肥微生物堆肥原料及堆肥微生物 堆肥化過程堆肥化過程 好氧堆肥工藝好氧堆肥工藝 堆肥化的影響因素堆肥化的影響因素 堆肥質量堆肥質量 堆肥農業(yè)效用堆肥農業(yè)效用9.2.1 概述概述堆肥的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀堆肥的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀: :n人類在長期的生產實踐中早已懂得利用秸桿、落葉、野草和禽畜人類在長期的生產實踐中早已懂得利用秸桿、落葉、野草和禽畜糞便堆積發(fā)酵以制取肥料，但都是采用傳統(tǒng)的手工操作和自然堆糞便堆積發(fā)酵以制取肥料，但都是采用傳統(tǒng)的手工操作和自然堆積方式，依靠自發(fā)的生物轉化作用，所以存在發(fā)酵周期長，處理積方式，依靠自發(fā)的生物轉

7、化作用，所以存在發(fā)酵周期長，處理能力低，有機物分解不完全，所得的肥料質量差等等問題。能力低，有機物分解不完全，所得的肥料質量差等等問題。n到到2020世紀世紀2020年代，出現(xiàn)了年代，出現(xiàn)了機械化堆肥機械化堆肥技術，并逐漸發(fā)展成為處理技術，并逐漸發(fā)展成為處理生活垃圾、污水污泥、人禽畜糞便以及農業(yè)固體廢物的重要方法生活垃圾、污水污泥、人禽畜糞便以及農業(yè)固體廢物的重要方法之一。之一。 定義定義 分類分類（1）定義定義 堆肥化是利用自然界廣泛存在的微生物，在堆肥化是利用自然界廣泛存在的微生物，在控制條件控制條件下下使來自生物的有機廢物降解轉化為穩(wěn)定腐殖質的生使來自生物的有機廢物降解轉化為穩(wěn)定腐殖質的

8、生物化學過程。物化學過程。 腐殖質：腐殖質：一類結構非常復雜但又相當疏松的高分子聚一類結構非常復雜但又相當疏松的高分子聚合物，由植物降解殘體如未降解的纖維素、半纖維素合物，由植物降解殘體如未降解的纖維素、半纖維素、木質素等及由蛋白質、淀粉等降解殘留及降解后形、木質素等及由蛋白質、淀粉等降解殘留及降解后形成的酚、醛等物質氧化、聚合后形成的具有活性基團成的酚、醛等物質氧化、聚合后形成的具有活性基團（-cooh,-nh2,-oh）的一類高分子聚合物。）的一類高分子聚合物。 堆肥化得到的產品稱為堆肥，由于它是一種腐殖質含堆肥化得到的產品稱為堆肥，由于它是一種腐殖質含量很高的呈疏松狀態(tài)的物質，故也稱為量

9、很高的呈疏松狀態(tài)的物質，故也稱為腐殖土腐殖土，有機，有機固體廢物經堆肥化后，體積只有原體積的固體廢物經堆肥化后，體積只有原體積的5070。（2）分類）分類堆肥化系統(tǒng)的分類方法有多種堆肥化系統(tǒng)的分類方法有多種 按堆制方式分類：按堆制方式分類： 間歇堆積法間歇堆積法(intermittent stacking) 連續(xù)堆積法連續(xù)堆積法(double tower circulating reactor) 按原料發(fā)酵狀態(tài)：按原料發(fā)酵狀態(tài)： 靜態(tài)發(fā)酵法靜態(tài)發(fā)酵法(static fermentation) 動態(tài)發(fā)酵法動態(tài)發(fā)酵法(dynamic fermentation) 按微生物的生長環(huán)境：按微生物的生長環(huán)

10、境： 好氧堆肥好氧堆肥(aerobic composting) 厭氧堆肥厭氧堆肥(anaerobic composting)a.好氧堆肥好氧堆肥(aerobic composting) 在有氧狀態(tài)下，好氧微生物對有機廢物進行分解轉化在有氧狀態(tài)下，好氧微生物對有機廢物進行分解轉化的過程。的過程。 最終產物主要是最終產物主要是h2o、co2、熱量和腐殖質。、熱量和腐殖質。 好氧堆肥主要用于處理城市垃圾，堆肥系統(tǒng)的溫度一好氧堆肥主要用于處理城市垃圾，堆肥系統(tǒng)的溫度一般為般為5065，最高可達，最高可達8090，堆肥周期短，能，堆肥周期短，能連續(xù)操作，因此，也稱為連續(xù)操作，因此，也稱為高溫快速堆肥高溫

11、快速堆肥； 好氧堆肥的肥料質量好，可以制作有機顆粒肥料。好氧堆肥的肥料質量好，可以制作有機顆粒肥料。 不足之處：需要對原料進行比較嚴格的分選不足之處：需要對原料進行比較嚴格的分選,需要強制需要強制通風和機械攪拌通風和機械攪拌,對設備要求高，運行能耗大，投資大對設備要求高，運行能耗大，投資大等。等。b.厭氧堆肥厭氧堆肥(anaerobic composting)在無氧條件下，厭氧微生物對有機物進行分解轉化的過程。在無氧條件下，厭氧微生物對有機物進行分解轉化的過程。厭氧堆肥的最終產物是厭氧堆肥的最終產物是ch4、co2、熱量和腐殖質。、熱量和腐殖質。厭氧堆肥過程中，空氣與發(fā)酵原料隔絕，堆制溫度低，

12、工藝較簡厭氧堆肥過程中，空氣與發(fā)酵原料隔絕，堆制溫度低，工藝較簡單，成本低，對原料的適應性強，成品肥中氮素保留較多，但工單，成本低，對原料的適應性強，成品肥中氮素保留較多，但工藝條件較難控制，堆肥周期長，有機物分解速度緩慢，處理效率藝條件較難控制，堆肥周期長，有機物分解速度緩慢，處理效率低，容易產生惡臭，有機物分解不完全，產品質量低，肥效差。低，容易產生惡臭，有機物分解不完全，產品質量低，肥效差。實際上，堆肥化的好氧和厭氧是相對的，在好氧過程中，由于原實際上，堆肥化的好氧和厭氧是相對的，在好氧過程中，由于原料顆粒較大且不均勻，不可避免存在厭氧發(fā)酵過程；反之，由于料顆粒較大且不均勻，不可避免存在

13、厭氧發(fā)酵過程；反之，由于密封不嚴，厭氧過程中也會有好氧菌的作用。密封不嚴，厭氧過程中也會有好氧菌的作用。 本節(jié)主要介紹好氧堆肥。本節(jié)主要介紹好氧堆肥。9.2.2 好氧堆肥原理好氧堆肥原理n概述概述n有機物的生物化學反應有機物的生物化學反應 （1）概述）概述好氧堆肥是以好氧堆肥是以好氧菌好氧菌為主的微生物對有機廢物進行吸收、氧化、為主的微生物對有機廢物進行吸收、氧化、分解的復雜生物化學反應過程。在堆肥過程中，好氧菌通過自身分解的復雜生物化學反應過程。在堆肥過程中，好氧菌通過自身的生命活動，以廢物中的有機物為養(yǎng)料，將其一部分氧化分解成的生命活動，以廢物中的有機物為養(yǎng)料，將其一部分氧化分解成簡單的無

14、機物并釋放出微生物生長所需的能量，將其另一部分合簡單的無機物并釋放出微生物生長所需的能量，將其另一部分合成為新的細胞物質，使微生物生長繁殖。成為新的細胞物質，使微生物生長繁殖。有機廢物的好氧分解過程很復雜，可以下列通式表示：有機廢物的好氧分解過程很復雜，可以下列通式表示：抗性有機物熱量細胞質有機物微生物 243222sonhohcoo （2）有機物的生物化學反應有機物的生物化學反應根據(jù)微生物在降解有機物過程中的行為，有機物的生物化學反應根據(jù)微生物在降解有機物過程中的行為，有機物的生物化學反應有以下三種：有以下三種： 有機物的氧化反應有機物的氧化反應(oxidizing reaction) 細胞

15、質的合成反應細胞質的合成反應(synthetic reaction) 細胞質的分解反應細胞質的分解反應(decomposition reaction)a. 有機物的氧化反應有機物的氧化反應(oxidizing reaction) 按反應物表示的反應按反應物表示的反應 按生成物表示的反應按生成物表示的反應 按反應物表示的反應按反應物表示的反應以以cxhyoz表示固體廢物中的不含氮的有機物，則好氧分解反應可表示固體廢物中的不含氮的有機物，則好氧分解反應可表示為：表示為：能量oyhxcoozyxohczyx222212121以以cshtnuovah2o表示固體廢物中的含氮有機物，則好氧分解反應表示固

16、體廢物中的含氮有機物，則好氧分解反應 可表示為：可表示為：能量水氣堆肥3222222)( )( )(gnhfcooehodhochonhcbooahonhczyxwvuts按生成物表示的反應按生成物表示的反應以以cahbocnd表示固體廢物中的有機物，以表示固體廢物中的有機物，以cwhxoynz表示存在堆肥產品表示存在堆肥產品中的抗性有機物中的抗性有機物( (穩(wěn)定的難降解的有機物穩(wěn)定的難降解的有機物) )，則好氧分解反應可表示為：，則好氧分解反應可表示為：若有機物完全分解，則反應式表示為：若有機物完全分解，則反應式表示為：有機物的氧化反應表示有機物的氧化反應表示細菌的異化作用細菌的異化作用，即

17、將有機物轉化為其它物質的，即將有機物轉化為其它物質的反應，根據(jù)上述兩個化學反應式可以求出堆肥化生物分解過程的理論需反應，根據(jù)上述兩個化學反應式可以求出堆肥化生物分解過程的理論需氧量。氧量。)(35 . 0)(223222nxdnxbrnwashnnxdorhsconohncocrsnynohczyxwdcba式中：能量能量322223243dhnohdbacoocdbanohcdcbab. 細胞質的合成反應細胞質的合成反應(synthetic reaction)細胞質的同化作用是以細胞質的同化作用是以nh3作為氮源，細胞質的合成作為氮源，細胞質的合成作用包括有機物的氧化過程。作用包括有機物的氧

18、化過程。能量（細胞質）ohnyconnhcoxnznynxnhohnczyx222752324 )50)524(c. 細胞質的分解反應細胞質的分解反應(decomposition reaction)n細胞質的分解反應是細胞質的分解反應是細胞質細胞質內源呼吸內源呼吸所引起的反應：所引起的反應：能量3222275255nhohcoonohc9.2.3 堆肥原料及堆肥微生物堆肥原料及堆肥微生物n堆肥原料堆肥原料n堆肥微生物堆肥微生物(microorganism)(1)堆肥原料堆肥原料 生活垃圾、有機污泥、人畜禽糞便以及農林廢物等都含有堆肥微生物所生活垃圾、有機污泥、人畜禽糞便以及農林廢物等都含有堆肥

19、微生物所需要的碳水化合物、脂肪、蛋白質等各種基質，因此這些有機廢物是常需要的碳水化合物、脂肪、蛋白質等各種基質，因此這些有機廢物是常用的堆肥原料。用的堆肥原料。生活垃圾生活垃圾含有較多的不可堆腐的惰性物質，因此必須進行預處理，去除這些惰性物后含有較多的不可堆腐的惰性物質，因此必須進行預處理，去除這些惰性物后才能作為堆肥原料。才能作為堆肥原料。有機污泥有機污泥通常富含有微生物生活繁殖所需的營養(yǎng)成分，是堆肥的良好原料。通常富含有微生物生活繁殖所需的營養(yǎng)成分，是堆肥的良好原料。人、畜、禽糞便人、畜、禽糞便一般顆粒較小，含有大量的低分子化合物，即人和動物未能吸收消化的中間一般顆粒較小，含有大量的低分子

20、化合物，即人和動物未能吸收消化的中間產物，含水量較高，可直接用作堆肥原料。產物，含水量較高，可直接用作堆肥原料。農林廢物農林廢物均富含碳素均富含碳素但有的農林廢物因含有難于分解的纖維素、半纖維素、果膠、木質素和植物但有的農林廢物因含有難于分解的纖維素、半纖維素、果膠、木質素和植物臘等物質，難以被微生物分解。臘等物質，難以被微生物分解。有的農林廢物因表面布有眾多疏水性毛孔，使微生物的分解作用十分緩慢。有的農林廢物因表面布有眾多疏水性毛孔，使微生物的分解作用十分緩慢。因此這些農林廢物均需進行預處理后才能用于生產堆肥。因此這些農林廢物均需進行預處理后才能用于生產堆肥。（2）堆肥微生物堆肥微生物好氧堆

21、肥過程中，參與有機生化降解的微生物有嗜溫菌和嗜熱菌兩種。他好氧堆肥過程中，參與有機生化降解的微生物有嗜溫菌和嗜熱菌兩種。他們的生活繁殖溫度范圍是不同的。們的生活繁殖溫度范圍是不同的。 最低最低 適宜適宜 最高最高 嗜溫菌嗜溫菌(mesophilic bacteria) 1525 1540 43 嗜熱菌嗜熱菌(thermophilic bacteria) 2545 4050 85在堆肥化過程中起重要作用的微生物是在堆肥化過程中起重要作用的微生物是細菌和真菌細菌和真菌。細菌在自然界中呈多種不同的形狀，但都為單細胞。細菌一般只有細菌在自然界中呈多種不同的形狀，但都為單細胞。細菌一般只有0.5l0m大

22、小。其比表面積大，容易讓難降解的有機物進入細胞并進行代謝活大小。其比表面積大，容易讓難降解的有機物進入細胞并進行代謝活動。細菌的含水率約為動。細菌的含水率約為80，有機物約占其總固體成分的，有機物約占其總固體成分的90。真菌是有機營養(yǎng)型生物，結構比細菌復雜，可分為霉菌和酵母。真菌是有機營養(yǎng)型生物，結構比細菌復雜，可分為霉菌和酵母。霉菌屬好氧菌霉菌屬好氧菌,而酵母在代謝活動中表現(xiàn)出好氧和厭氧兩種特性。而酵母在代謝活動中表現(xiàn)出好氧和厭氧兩種特性。真菌能在低水分條件下生長，能從具有高滲透壓的介質中提取水分。真菌能在低水分條件下生長，能從具有高滲透壓的介質中提取水分。9.2.4 堆肥化過程堆肥化過程(

23、composting process)n堆肥化過程中發(fā)生的生物化學反應是極其復雜堆肥化過程中發(fā)生的生物化學反應是極其復雜的，目前尚難進行精確的描述。在實際設計和的，目前尚難進行精確的描述。在實際設計和操作過程中，通常根據(jù)溫度的變化情況分為以操作過程中，通常根據(jù)溫度的變化情況分為以下四個階段。下四個階段。n潛伏階段潛伏階段n中溫階段中溫階段n高溫階段高溫階段n熟化階段熟化階段好好氧氧堆堆肥肥過過程程（1）潛伏階段）潛伏階段(溫度在溫度在25以下以下) 此階段為堆肥化的初期階段；此階段為堆肥化的初期階段； 是微生物適應新環(huán)境的過程，也叫馴化過程。是微生物適應新環(huán)境的過程，也叫馴化過程。 （2）中溫

24、階段）中溫階段(溫度溫度2545) 此階段嗜溫菌最活躍，他們主要利用物料中可溶解性此階段嗜溫菌最活躍，他們主要利用物料中可溶解性的有機物，如糖類、淀粉，大量繁殖，在轉換和利用的有機物，如糖類、淀粉，大量繁殖，在轉換和利用化學能的過程中釋放出細胞合成所需的多余能量，加化學能的過程中釋放出細胞合成所需的多余能量，加上物料的保溫作用，使溫度不斷上升。上物料的保溫作用，使溫度不斷上升。 以細菌、真菌和放線菌為主的微生物在此階段迅速繁以細菌、真菌和放線菌為主的微生物在此階段迅速繁殖。殖。（3）高溫階段）高溫階段(溫度溫度45)從廢物堆積開始發(fā)酵，不到一周的時間，堆溫一般可達到從廢物堆積開始發(fā)酵，不到一周

25、的時間，堆溫一般可達到6570，或，或者更高。此時，嗜溫菌受到抑制或死亡，嗜熱菌大量繁殖，逐漸替代嗜者更高。此時，嗜溫菌受到抑制或死亡，嗜熱菌大量繁殖，逐漸替代嗜溫菌的活動。溫菌的活動。高溫階段最有利于有機物的降解，除前一階段殘留的和新形成的可溶性高溫階段最有利于有機物的降解，除前一階段殘留的和新形成的可溶性有機物繼續(xù)得到分解外，其它的固體有機物有機物繼續(xù)得到分解外，其它的固體有機物(纖維素、半纖維素、本質素、纖維素、半纖維素、本質素、蛋白質等蛋白質等)也開始強烈分解。也開始強烈分解。 50左右時，嗜熱性真菌和放線菌都很活躍。左右時，嗜熱性真菌和放線菌都很活躍。 60時，真菌不再適于生存，只有

26、嗜熱性放線菌和細菌仍在活動。時，真菌不再適于生存，只有嗜熱性放線菌和細菌仍在活動。 70以上時，大多數(shù)微生物均不適應，其代謝活動受到抑制，并大以上時，大多數(shù)微生物均不適應，其代謝活動受到抑制，并大量死亡或進入休眠狀態(tài)。量死亡或進入休眠狀態(tài)。在高溫階段，按嗜熱性微生物的活性，可細分為對數(shù)增長期、減速增長在高溫階段，按嗜熱性微生物的活性，可細分為對數(shù)增長期、減速增長期和內源呼吸期三個亞階段，即三個時期。（期和內源呼吸期三個亞階段，即三個時期。（圖圖9一一1）高溫階段，微生物經歷三個時期的變化后，堆肥開始形成腐殖質，逐步高溫階段，微生物經歷三個時期的變化后，堆肥開始形成腐殖質，逐步進入穩(wěn)定狀態(tài)。進入

27、穩(wěn)定狀態(tài)。圖圖9-1 微生物活性示意圖微生物活性示意圖（4）熟化階段）熟化階段(溫度為溫度為4020)在內源呼吸期，微生物活性下降，發(fā)熱量減少，溫度逐漸下降至中在內源呼吸期，微生物活性下降，發(fā)熱量減少，溫度逐漸下降至中溫溫,并最后過渡到環(huán)境溫度，剩余有機物大部分為難降解物質，腐并最后過渡到環(huán)境溫度，剩余有機物大部分為難降解物質，腐殖質大量形成。殖質大量形成。在溫度下降的過程中，嗜溫菌又重新開始活動，進一步分解殘留有在溫度下降的過程中，嗜溫菌又重新開始活動，進一步分解殘留有機物，腐質不斷增多，且趨于機物，腐質不斷增多，且趨于“穩(wěn)定穩(wěn)定”，堆肥便進入腐熟階段。，堆肥便進入腐熟階段。生物分解過程中產

28、生的生物分解過程中產生的氨氨在這一階段通過硝化細菌的作用轉化為硝在這一階段通過硝化細菌的作用轉化為硝酸鹽，其反應式為：酸鹽，其反應式為：由于硝化細菌生長緩慢，只有在低于由于硝化細菌生長緩慢，只有在低于40的溫度下才有活性，所以的溫度下才有活性，所以硝化反應通常是在有機物分解完成后才開始進行。氮在轉化為硝酸硝化反應通常是在有機物分解完成后才開始進行。氮在轉化為硝酸鹽后才能被植物吸收。因此熟化階段對于生產優(yōu)質堆肥是一個很重鹽后才能被植物吸收。因此熟化階段對于生產優(yōu)質堆肥是一個很重要的過程。要的過程。hohnohcnohcochonh42202143722227533224（細胞質）9.2.5 好氧

29、堆肥工藝好氧堆肥工藝n好氧堆肥工藝好氧堆肥工藝n發(fā)酵工藝及裝置發(fā)酵工藝及裝置（1）好氧堆肥工藝）好氧堆肥工藝典型的靜態(tài)好氧發(fā)酵堆肥工序包括三個部分：典型的靜態(tài)好氧發(fā)酵堆肥工序包括三個部分： 原料預處理原料預處理(preliminary treatment)：分選、破碎、含水：分選、破碎、含水率和率和cn比調整。比調整。 原料發(fā)酵原料發(fā)酵(ferment)：目前推廣二次發(fā)酵方式。：目前推廣二次發(fā)酵方式。 一次發(fā)酵：好氧堆肥的中溫和高溫兩個階段中的微生物代謝過程一次發(fā)酵：好氧堆肥的中溫和高溫兩個階段中的微生物代謝過程稱為一次發(fā)酵或主發(fā)酵稱為一次發(fā)酵或主發(fā)酵,4-12days。 二次發(fā)酵：物料經一次

30、發(fā)酵后，尚存在有一部分易分解和大量難二次發(fā)酵：物料經一次發(fā)酵后，尚存在有一部分易分解和大量難分解的有機物，需將其送入后發(fā)酵室進行二次發(fā)酵，使之腐分解的有機物，需將其送入后發(fā)酵室進行二次發(fā)酵，使之腐熟熟,10-20 days. 后處理后處理(aftertreatment)：去除雜質，進行必要的破碎、脫：去除雜質，進行必要的破碎、脫臭等處理。臭等處理。工工藝藝過過程程發(fā)酵倉或發(fā)酵倉或露天堆積，露天堆積，強制或翻強制或翻堆攪拌供堆攪拌供氧主發(fā)酵氧主發(fā)酵期期412d主發(fā)酵主發(fā)酵 前處理前處理 后發(fā)酵后發(fā)酵 進一步分進一步分解難分解解難分解有機物，有機物，條堆或靜條堆或靜態(tài)堆肥，態(tài)堆肥，1020d貯存貯

31、存夏冬需貯存，夏冬需貯存，容納容納6個月的個月的貯存設備；干貯存設備；干燥透氣燥透氣后處理后處理 分選、破分選、破碎、篩分、碎、篩分、混合、養(yǎng)混合、養(yǎng)分及水分分及水分調節(jié)調節(jié)脫臭脫臭 產生氨、硫化氫、產生氨、硫化氫、甲基硫醇、胺類甲基硫醇、胺類等。化學除臭劑；等。化學除臭劑；堿、水溶液過濾；堿、水溶液過濾；熟堆肥熟堆肥、沸石等、沸石等吸吸 附劑吸附附劑吸附 分選設備分選設備去除塑料、去除塑料、玻璃金屬、玻璃金屬、小石塊；小石塊；加入加入n、p、k制復肥制復肥（2）發(fā)酵工藝及裝置）發(fā)酵工藝及裝置 間歇式發(fā)酵間歇式發(fā)酵(batch fermentation)工藝及設備工藝及設備 連續(xù)式發(fā)酵連續(xù)式發(fā)

32、酵(continuous fermentation)工藝及設備工藝及設備間歇式發(fā)酵間歇式發(fā)酵(batch fermentation)工藝及設備工藝及設備 原料一批一批地發(fā)酵，一批原料堆積完后不再添加新料，原料一批一批地發(fā)酵，一批原料堆積完后不再添加新料，待完成發(fā)酵后成為腐殖土運出。待完成發(fā)酵后成為腐殖土運出。 采用該發(fā)酵工藝可露天進行，故又稱為野積式堆肥或露采用該發(fā)酵工藝可露天進行，故又稱為野積式堆肥或露天堆肥，也有建堆肥倉以進行全天候生產的，武漢天堆肥，也有建堆肥倉以進行全天候生產的，武漢100t/d垃圾處理實驗廠即采用該工藝，并建有堆肥倉。垃圾處理實驗廠即采用該工藝，并建有堆肥倉。（工藝見

33、（工藝見p234圖圖9-2） 間歇式發(fā)酵工藝一般采用二次發(fā)酵方式間歇式發(fā)酵工藝一般采用二次發(fā)酵方式 第一次發(fā)酵采用機械強制通風，發(fā)酵第一次發(fā)酵采用機械強制通風，發(fā)酵10天，天，60高溫保持高溫保持5天以天以上，使肥料達到無害化，然后進行機械分選，去除非堆腐殖質。上，使肥料達到無害化，然后進行機械分選，去除非堆腐殖質。 二次發(fā)酵一般在發(fā)酵倉進行，二次發(fā)酵一般在發(fā)酵倉進行，10天左右，可達到腐熟化。天左右，可達到腐熟化。 發(fā)酵倉有長方形池式、傾斜床式、立式圓筒式，并配有通風管、發(fā)酵倉有長方形池式、傾斜床式、立式圓筒式，并配有通風管、攪拌裝置攪拌裝置 p235 picture9-3連續(xù)式發(fā)酵連續(xù)式發(fā)

34、酵(continuous fermentation)工藝及設備工藝及設備 連續(xù)進料、連續(xù)出料。連續(xù)進料、連續(xù)出料。 原料在一個專設的發(fā)酵裝置內完成中溫和高溫發(fā)酵過原料在一個專設的發(fā)酵裝置內完成中溫和高溫發(fā)酵過程。程。 該工藝發(fā)酵時間短，能殺滅病原體，防止異味該工藝發(fā)酵時間短，能殺滅病原體，防止異味, ,成品肥成品肥質量好。質量好。 常用設備有常用設備有立式多段發(fā)酵塔立式多段發(fā)酵塔( (漿葉式發(fā)酵塔漿葉式發(fā)酵塔) )丹諾發(fā)酵器丹諾發(fā)酵器（臥式回轉筒式發(fā)酵器）（臥式回轉筒式發(fā)酵器）立式槳葉式發(fā)酵塔立式槳葉式發(fā)酵塔原料從原料從頂部頂部給入，中間的豎軸給入，中間的豎軸由底部電機驅動緩慢轉動，并由底部電

35、機驅動緩慢轉動，并帶動固定在豎軸上的槳葉對原帶動固定在豎軸上的槳葉對原料起攪拌作用，發(fā)酵塔一般有料起攪拌作用，發(fā)酵塔一般有5層，經一定的機械作用，沿層，經一定的機械作用，沿各層相向位置的開口逐層向下各層相向位置的開口逐層向下移動，到達底部后經螺旋輸送移動，到達底部后經螺旋輸送機排出；機排出；發(fā)酵所需的發(fā)酵所需的空氣空氣由由風機向各層風機向各層輸送；輸送；物料停留的時間一般物料停留的時間一般58天；天；塔內溫度分布由上至下逐步升塔內溫度分布由上至下逐步升高，即底部最高。高，即底部最高。 臥式回轉筒發(fā)酵器（丹諾發(fā)酵器）臥式回轉筒發(fā)酵器（丹諾發(fā)酵器）n形狀類似回轉窯形狀類似回轉窯（圖（圖9-2），廢

36、物從一端給入，靠內壁，廢物從一端給入，靠內壁的摩擦提升，再靠重力下落，起到攪拌作用，空氣由的摩擦提升，再靠重力下落，起到攪拌作用，空氣由沿圓筒長度方向分布的風嘴供給，溫度可維持沿圓筒長度方向分布的風嘴供給，溫度可維持6070。n該發(fā)酵器一般作為一次發(fā)酵器，該發(fā)酵器一般作為一次發(fā)酵器，3-5days，出料送二次，出料送二次發(fā)酵腐化發(fā)酵腐化5-6周周。n基本參數(shù)見基本參數(shù)見p236表表9-3。（表中生產量應為。（表中生產量應為t/m3.a）圖圖9-2 臥式堆肥發(fā)酵器臥式堆肥發(fā)酵器100-150mm篩子篩子60-70風嘴風嘴排氣管排氣管9.2.6 堆肥化的影響因素堆肥化的影響因素影響堆肥化效果的因素

37、很多，為了創(chuàng)造更好的微生物生長繁殖和有影響堆肥化效果的因素很多，為了創(chuàng)造更好的微生物生長繁殖和有機物分解的條件，在堆肥化過程中必須控制以下主要因素。機物分解的條件，在堆肥化過程中必須控制以下主要因素。n粒度粒度(granularity)n有機物含量有機物含量(organic content)n含水率含水率(water content )n碳氮比（碳氮比（c/n）(carbonnitrogen ratio)n通風和耗氧速率通風和耗氧速率(aeration and oxygen consumption rate)n溫度溫度(termperature)nph值值n碳磷比（碳磷比（c/p）(c:p r

38、atio)（1）粒度）粒度(granularity) 在堆肥化過程中，物料的粒度影響其體密度、內部摩在堆肥化過程中，物料的粒度影響其體密度、內部摩擦力和流動性。足夠小的粒度可以增加廢物與微生物擦力和流動性。足夠小的粒度可以增加廢物與微生物及空間的接觸面積，加快生物化學反應速率；及空間的接觸面積，加快生物化學反應速率； 理想的粒度是理想的粒度是2575mm。 對對靜態(tài)堆肥靜態(tài)堆肥，粒度可適當增大粒度可適當增大，以起到支撐結構的作，以起到支撐結構的作用，用，增加空隙率，有利于通風增加空隙率，有利于通風。(2) 有機物含量有機物含量(organic content) 有機物含量太低不能提供足夠的能量

39、，影響嗜熱菌增有機物含量太低不能提供足夠的能量，影響嗜熱菌增殖，難以維持高溫發(fā)酵過程。殖，難以維持高溫發(fā)酵過程。 有機物含量太高則堆肥過程中要求大量供氧，實際生有機物含量太高則堆肥過程中要求大量供氧，實際生產過程中常因供氧不足而發(fā)生部分厭氧過程，影響堆產過程中常因供氧不足而發(fā)生部分厭氧過程，影響堆肥的腐熟度，即堆肥質量。肥的腐熟度，即堆肥質量。 適宜的有機物含量為適宜的有機物含量為2080。(3)含水率含水率(water content) 由于水是溶解廢物中有機物和營養(yǎng)物質以及合成微生由于水是溶解廢物中有機物和營養(yǎng)物質以及合成微生物細胞質必不可少的物質，因此，要求堆肥物料中含物細胞質必不可少的

40、物質，因此，要求堆肥物料中含有足夠的水分；有足夠的水分； 若含水率過高，水會阻礙空氣流通，造成缺氧；若含水率過高，水會阻礙空氣流通，造成缺氧； 若水分過少，會使分解速率降低。當含水率若水分過少，會使分解速率降低。當含水率2時，時，微生物將停止繁殖。微生物將停止繁殖。 最佳含水率范圍為最佳含水率范圍為5070，用生活垃圾制堆肥時含用生活垃圾制堆肥時含水率以水率以55為宜。為宜。(4)碳氮比碳氮比(cn) (carbonnitrogen ratio) cn是影響微生物生長的最重要的營養(yǎng)因素之一。是影響微生物生長的最重要的營養(yǎng)因素之一。 微生物每利用微生物每利用30份碳，就需要份碳，就需要1份氮，因

41、此初始物料的份氮，因此初始物料的cn比為比為30：1時適合堆肥的需要，其最佳值在時適合堆肥的需要，其最佳值在261351之間。之間。 成品堆肥的適宜成品堆肥的適宜cn在在101201之間。之間。 cn過低，余氮就會以氨的形式逸散，并可能污染環(huán)境；過低，余氮就會以氨的形式逸散，并可能污染環(huán)境； cn過高，則氮不足，就使得微生物的繁殖受到氮源少的限過高，則氮不足，就使得微生物的繁殖受到氮源少的限制，導致有機物分解速率降低，堆肥過程延長。制，導致有機物分解速率降低，堆肥過程延長。 由于初始原料的由于初始原料的cn比一般都高于比一般都高于261351，故，故應加入氮肥水溶液、糞便、污泥等調節(jié)劑，調節(jié)到

42、應加入氮肥水溶液、糞便、污泥等調節(jié)劑，調節(jié)到301以下。以下。 常用原料的常用原料的cn比見下表比見下表表表 常見有機廢物的常見有機廢物的c/nc/n比比 物物 質質 c/nc/n比比 物物 質質 c/nc/n比比 稻草、麥桿稻草、麥桿 7070100 100 豬糞豬糞 7 715 15 木木 屑屑 2002001700 1700 雞糞雞糞 5 510 10 稻稻 殼殼 7070100 100 污泥污泥 6 612 12 樹樹 皮皮 100100350 350 雜草雜草 121219 19 牛牛 糞糞 8 826 26 廚余廚余 202025 25 水果廢物水果廢物 34.8 34.8 活性污

43、泥活性污泥 6.3 6.3 表表 不同不同c/nc/n的堆肥化情況的堆肥化情況 c/nc/n20201 1（25255050）1 178781 18080所需時間所需時間/d/d9 91212101019192121(5)(5)通風和耗氧速率通風和耗氧速率 (aeration and oxygen consumption rate) 堆層中氧的濃度和耗氧速率反應了堆肥過程中微生物堆層中氧的濃度和耗氧速率反應了堆肥過程中微生物活動的強弱和有機物的分解程度。活動的強弱和有機物的分解程度。 堆肥過程適宜的氧體積濃度為堆肥過程適宜的氧體積濃度為14141717，最低不得最低不得1010，一旦低于此限，

44、好氧發(fā)酵將會停止。一旦低于此限，好氧發(fā)酵將會停止。 由于氧氣轉變?yōu)楫斄康挠捎谘鯕廪D變?yōu)楫斄康腸oco2 2，因此，也可用，因此，也可用coco2 2的生成速的生成速率來表征堆肥的耗氧速率率來表征堆肥的耗氧速率; ; 適宜的適宜的coco2 2體積濃度為體積濃度為3 36 6。(6)溫度溫度(temperature)實踐表明，堆肥過程的最佳溫度為實踐表明，堆肥過程的最佳溫度為35355555。低于。低于3535時堆肥效時堆肥效率不高，在率不高，在5555左右時，微生物活性最高，有機物的分解效率也左右時，微生物活性最高，有機物的分解效率也最高。高于最高。高于5555時，微生物的活性開始下降，堆肥效

45、率也下降。時，微生物的活性開始下降，堆肥效率也下降。另外，大多數(shù)病原菌的滅活溫度高于另外，大多數(shù)病原菌的滅活溫度高于5050，因此，因此，堆肥溫度控制堆肥溫度控制在在5555左右，并維持一定長的時間左右，并維持一定長的時間，對于提高堆肥化效率和堆肥對于提高堆肥化效率和堆肥產品質量是適宜的產品質量是適宜的。我國防預醫(yī)學科學院研究指出，我國防預醫(yī)學科學院研究指出，用糞便堆肥，最高溫度必須達到用糞便堆肥，最高溫度必須達到50505555，并在該溫度下維持，并在該溫度下維持5 57 7天，可以殺滅大腸桿菌和蛔蟲天，可以殺滅大腸桿菌和蛔蟲卵。卵。美國環(huán)保局指出美國環(huán)保局指出, ,用露天條垛式堆肥用露天條

46、垛式堆肥, ,最高溫度必須達到最高溫度必須達到5555以上以上并至少維持并至少維持1515天，在密閉堆肥系統(tǒng)中，在同樣的溫度下，需要維天，在密閉堆肥系統(tǒng)中，在同樣的溫度下，需要維持至少持至少3 3天，就可以殺滅病原體。天，就可以殺滅病原體。(7)ph(7)ph值值 在堆肥化過程中，在堆肥化過程中，phph值隨著溫度及時間的變化而變化值隨著溫度及時間的變化而變化, ,其變化情況和溫度的變化是一樣的，也反映了有機物其變化情況和溫度的變化是一樣的，也反映了有機物分解的進程。分解的進程。 在堆肥初期，由于有機酸的產生，在堆肥初期，由于有機酸的產生，phph值可降至值可降至5 5以下。以下。隨著有機酸的

47、逐步分解，隨著有機酸的逐步分解，phph值逐漸上升，發(fā)酵完成前值逐漸上升，發(fā)酵完成前可達到可達到8.58.59.0;9.0; 最終成品的最終成品的ph=7ph=78 8。(8) c(8) cp(p(碳磷比碳磷比)(c:p ratio)(c:p ratio) 堆肥過程中堆肥過程中c cp p的變化是微生物分解有機物的重要標的變化是微生物分解有機物的重要標志，堆肥原料的志，堆肥原料的c cp p應控制在應控制在7575150150。 堆肥原料的堆肥原料的c cp p一般高于此值，一般高于此值，排水污泥的排水污泥的c cp p低低，可用來作為堆肥原料配料時的調整劑，調整堆肥原料可用來作為堆肥原料配料

48、時的調整劑，調整堆肥原料的的c cp p比。比。9.2.7 堆肥質量堆肥質量 堆肥質量的含義堆肥質量的含義 我國堆肥產品的質量標準我國堆肥產品的質量標準 堆肥的腐熟度堆肥的腐熟度(rotten degree)(1)堆肥質量的含意堆肥質量的含意a.有適合農作物生長所需的營養(yǎng)成分。有適合農作物生長所需的營養(yǎng)成分。b.符合衛(wèi)生要求，無害化，要求堆肥中的重金屬含量和符合衛(wèi)生要求，無害化，要求堆肥中的重金屬含量和致病微生物的數(shù)量必須低于一定的數(shù)量范圍。致病微生物的數(shù)量必須低于一定的數(shù)量范圍。c.堆肥應達到穩(wěn)定的腐熟度。堆肥應達到穩(wěn)定的腐熟度。(2)我國堆肥產品的質量標準我國堆肥產品的質量標準堆肥的成分和

49、養(yǎng)分隨其所用原料、工藝及堆制周期不同而有差堆肥的成分和養(yǎng)分隨其所用原料、工藝及堆制周期不同而有差異。異。我國部分城市的垃圾堆肥成分分析結果列于表我國部分城市的垃圾堆肥成分分析結果列于表94(p241)。此外，堆肥化產品還應滿足下列基本要求。此外，堆肥化產品還應滿足下列基本要求。a.堆肥產品中的堆肥產品中的cn應應20 土壤中的微生物在分解有機物的同時，還要從土壤中的微生物在分解有機物的同時，還要從氨或硝酸鹽氨或硝酸鹽中吸中吸收氮作為自身的營養(yǎng)，維持繁殖增生，若收氮作為自身的營養(yǎng)，維持繁殖增生，若cn比過高，則可比過高，則可利用的利用的n量少而使得微生物處于量少而使得微生物處于“氮饑餓氮饑餓”狀

50、態(tài)，而去攝取土狀態(tài)，而去攝取土壤中的氮，使土壤產生缺氮現(xiàn)象。因此，要求堆肥產品中的壤中的氮，使土壤產生缺氮現(xiàn)象。因此，要求堆肥產品中的cn比應低于比應低于20(cn351時，時，n不足，產氣量會明顯下降。各物質中不足，產氣量會明顯下降。各物質中c和和n的的含量有很大差異含量有很大差異(表表9-7)。為了滿足厭氧微生物對營養(yǎng)物質的需要為了滿足厭氧微生物對營養(yǎng)物質的需要,可以通過富可以通過富n物質物質(糞便、下糞便、下水污泥等水污泥等)與貧與貧n物質物質(榍、農作物秸桿等榍、農作物秸桿等)的合理調配、改善發(fā)酵原的合理調配、改善發(fā)酵原料的料的cn比。比。同時，也應該對其它微量營養(yǎng)元素同時，也應該對其

51、它微量營養(yǎng)元素(p、na、k、ca等等)加以適當?shù)恼{加以適當?shù)恼{整和控制。整和控制?；旌显匣旌显蟘/n比的計算比的計算發(fā)酵原料料漿配制的計算發(fā)酵原料料漿配制的計算常用發(fā)酵原料的碳氮比常用發(fā)酵原料的碳氮比混合原料混合原料c/n比的計算比的計算根據(jù)表根據(jù)表97的數(shù)據(jù)用下式可以粗略地計算出混合原料的的數(shù)據(jù)用下式可以粗略地計算出混合原料的cn比比。 或按要求的或按要求的cn比計算出搭配原料的數(shù)量。比計算出搭配原料的數(shù)量。 式中：式中：c、n一分別為原料中一分別為原料中c、n的百分含量的百分含量() x一原料的重量一原料的重量(kg)nxcsxnxnxnxcxcxcknc332211332211發(fā)酵

52、原料料漿的配制計算發(fā)酵原料料漿的配制計算n將所需的各種發(fā)酵原料配制成料漿，可根據(jù)料漿中所要求的總固將所需的各種發(fā)酵原料配制成料漿，可根據(jù)料漿中所要求的總固體百分含量計算出加水量。體百分含量計算出加水量。式中：式中：mts一發(fā)酵料漿中總固體一發(fā)酵料漿中總固體wt； m 一各種原料的總固體一各種原料的總固體wt； x 一各種原料的重量一各種原料的重量(kg)； w 一需加入的水量一需加入的水量(kg)%100wxxmmts（2）溫度）溫度(temperature)溫度對有機物溫度對有機物的的分解速度分解速度影響較大，影響較大，溫度增高溫度增高，產氣量增大產氣量增大。沼氣發(fā)酵通沼氣發(fā)酵通常采用低溫、

53、中溫和高溫常采用低溫、中溫和高溫三種三種發(fā)酵溫度發(fā)酵溫度。低溫發(fā)酵低溫發(fā)酵(20)溫度隨氣候變化，溫度隨氣候變化，產氣率不高，病原微生物難于殺滅產氣率不高，病原微生物難于殺滅。中溫發(fā)酵中溫發(fā)酵(3039) 最佳溫度為最佳溫度為37，這是甲烷菌的第一個最佳活性溫區(qū)，產氣量中等。中溫，這是甲烷菌的第一個最佳活性溫區(qū)，產氣量中等。中溫發(fā)酵過程要求發(fā)酵過程要求1530天天的停留時間，由于易于管理因此普遍采用中溫發(fā)酵的停留時間，由于易于管理因此普遍采用中溫發(fā)酵書書p253表表9-9。高溫發(fā)酵高溫發(fā)酵(5055) 適宜溫度為適宜溫度為53左右左右,這是甲烷菌的第二個最佳活性溫區(qū)，產氣率最高。這是甲烷菌的第

54、二個最佳活性溫區(qū)，產氣率最高。 高溫發(fā)酵要求料漿和發(fā)酵設備有加熱保溫措施，管理復雜。高溫發(fā)酵要求料漿和發(fā)酵設備有加熱保溫措施，管理復雜。 但是高溫發(fā)酵對病原微生物的殺滅率較高，發(fā)酵過程的停留時間只需但是高溫發(fā)酵對病原微生物的殺滅率較高，發(fā)酵過程的停留時間只需1215天天。 厭氧消化過程中，甲烷的產生量通常隨溫度的升高而增加，但在厭氧消化過程中，甲烷的產生量通常隨溫度的升高而增加，但在45左右左右有一個間斷點有一個間斷點（見圖（見圖9-4），這是，這是由于中溫發(fā)酵和高溫發(fā)酵分別是由兩個不由于中溫發(fā)酵和高溫發(fā)酵分別是由兩個不同的微生物種群在起作用同的微生物種群在起作用。在。在45左右的溫度條件下對

55、中溫菌和高溫的生左右的溫度條件下對中溫菌和高溫的生長都不利，因此，產氣量突然下降。長都不利，因此，產氣量突然下降。 圖圖9-4 甲烷產氣量隨溫度的變化甲烷產氣量隨溫度的變化 （3）ph值的影響值的影響ph值的影響值的影響見圖見圖9-5。產酸菌適于在酸性條件下生長，其最佳產酸菌適于在酸性條件下生長，其最佳ph值為值為5.8，所以產酸階，所以產酸階段也稱為酸性發(fā)酵。段也稱為酸性發(fā)酵。產甲烷菌需堿性條件下生長，稱為堿性發(fā)酵。當產甲烷菌需堿性條件下生長，稱為堿性發(fā)酵。當ph6.2時，產甲時，產甲烷菌就會失活性。因此，在產酸菌和產烷菌就會失活性。因此，在產酸菌和產ch4菌共存的厭氧消化過菌共存的厭氧消化

56、過程中，系統(tǒng)的程中，系統(tǒng)的ph值應控制在值應控制在6.57.5之間，最佳值為之間，最佳值為7.07.2。在正常發(fā)酵過程中，依靠原料本身可以維持發(fā)酵所需的在正常發(fā)酵過程中，依靠原料本身可以維持發(fā)酵所需的ph值。但值。但在突然增加進料量或改變原料時，有機物負荷過高，或消化系統(tǒng)在突然增加進料量或改變原料時，有機物負荷過高，或消化系統(tǒng)中存在某些抑制物質時中存在某些抑制物質時,對環(huán)境要求荷刻的產甲烷菌首先受到影響，對環(huán)境要求荷刻的產甲烷菌首先受到影響，從而造成系統(tǒng)中從而造成系統(tǒng)中揮發(fā)性脂肪酸積累，揮發(fā)性脂肪酸積累，ph值下降值下降。ph值的下降又反過來會影響產甲烷菌的生長。如此惡性循環(huán)，將值的下降又反過

57、來會影響產甲烷菌的生長。如此惡性循環(huán)，將導致消化過程停止。導致消化過程停止。為了提高系統(tǒng)對為了提高系統(tǒng)對ph值降低緩沖的能力，需要維持一定的堿度?？芍到档途彌_的能力，需要維持一定的堿度?？梢酝ㄟ^以通過投加石灰或含氮的物料投加石灰或含氮的物料加以調節(jié)。一般情況下，堿度控制加以調節(jié)。一般情況下，堿度控制在在25005000mg/l時，可獲得較好緩沖能力。時，可獲得較好緩沖能力。圖圖9-5 ph值對厭氧消化的影響值對厭氧消化的影響（4） 抑制物抑制物(stayer) 甲烷菌的生長受到抑制，厭氧過程中甲烷菌的生長受到抑制，厭氧過程中揮發(fā)性脂肪酸揮發(fā)性脂肪酸和和h2氣就會積累。氣就會積累。 例如，系統(tǒng)中

58、例如，系統(tǒng)中o2的存在就會抑制產甲烷菌的形成。的存在就會抑制產甲烷菌的形成。 此外，還有一些抑制物，當其濃度超過一定濃度時，也會不此外，還有一些抑制物，當其濃度超過一定濃度時，也會不同程度地同程度地抑制氧微生物抑制氧微生物的繁殖生長。的繁殖生長。 對厭氧消化有抑制作用的物質對厭氧消化有抑制作用的物質見表見表9-3。表表9-3 對厭氧消化有抑制作用的物質對厭氧消化有抑制作用的物質抑制物質抑制物質抑制濃度抑制濃度(mg/l)抑制物質抑制物質抑制濃度抑制濃度(mg/l)抑制性脂肪酸抑制性脂肪酸氨氮氨氮溶解性硫化物溶解性硫化物camgknacu200020001500-30002002500-4500

59、100015002500-45003500-5500 fe cr+6 cr+3n5）攪拌）攪拌(mix round) 攪拌的作用攪拌的作用 有效的攪拌有效的攪拌可以增加可以增加物料微生物接觸物料微生物接觸的機會，使系統(tǒng)的機會，使系統(tǒng)內內物料和溫度分布均勻物料和溫度分布均勻，以保證發(fā)酵裝置有，以保證發(fā)酵裝置有較高的池較高的池容產氣率容產氣率，且不致出現(xiàn)，且不致出現(xiàn)局部酸積累局部酸積累，還可以使產生的，還可以使產生的氣體氣體迅速排出。迅速排出。 攪抖方式攪抖方式 有機械攪拌、充氣攪抖和充液攪拌三種。有機械攪拌、充氣攪抖和充液攪拌三種。 對于對于流體或半流體狀流體或半流體狀

60、的污泥可以采用的污泥可以采用機械攪拌機械攪拌、氣體氣體攪拌、泵循環(huán)攪拌攪拌、泵循環(huán)攪拌等方法。等方法。 對于固體狀態(tài)的物料，用一般的攪拌方法難以奏效，對于固體狀態(tài)的物料，用一般的攪拌方法難以奏效，可以通過使可以通過使浸出液循環(huán)流動的方式浸出液循環(huán)流動的方式來替代攪拌方式，來替代攪拌方式，而達到攪拌的效果。而達到攪拌的效果。9.3.4 發(fā)酵工藝發(fā)酵工藝 沼氣發(fā)酵工藝有多種方式，各地可因地制宜地采用不沼氣發(fā)酵工藝有多種方式，各地可因地制宜地采用不同的工藝。我國農村常采用同的工藝。我國農村常采用自然溫度間斷投料自然溫度間斷投料和和連續(xù)連續(xù)投料發(fā)酵投料發(fā)酵工藝。工藝。 自然溫度半批量投料發(fā)酵工藝自然溫