第五章_固體廢物的生物處理

1、固體廢棄物的處理與處置固體廢棄物的處理與處置Treatment & Disposal of Solid Wastes 環(huán)境工程系楊治廣Tel:150937573222011、92011、12生物處理：生物處理： 采用生物處理技術(shù)，利用微生物（細(xì)菌、放線采用生物處理技術(shù)，利用微生物（細(xì)菌、放線菌、真菌）和動(dòng)物（蚯蚓等）分解廢物中的有機(jī)質(zhì)，菌、真菌）和動(dòng)物（蚯蚓等）分解廢物中的有機(jī)質(zhì)，回收能源和資源，實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢物的資源化、減量化回收能源和資源，實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢物的資源化、減量化和無(wú)害化，既變廢為寶，又解決環(huán)境污染。因此，和無(wú)害化，既變廢為寶，又解決環(huán)境污染。因此，生物處理技術(shù)是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠，切

2、實(shí)可行的有機(jī)生物處理技術(shù)是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠，切實(shí)可行的有機(jī)廢棄物處理技術(shù)。廢棄物處理技術(shù)。 。 基本原理基本原理 堆肥過(guò)程中同化、異化作用反應(yīng)式。物質(zhì)變化、能量釋放與獲取堆肥過(guò)程中同化、異化作用反應(yīng)式。物質(zhì)變化、能量釋放與獲取 堆肥過(guò)程堆肥過(guò)程 堆肥過(guò)程四階段，物質(zhì)、溫度、微生物相變化堆肥過(guò)程四階段，物質(zhì)、溫度、微生物相變化 影響因素影響因素 六個(gè)主要因素六個(gè)主要因素 堆肥工藝堆肥工藝 六個(gè)階段及內(nèi)容六個(gè)階段及內(nèi)容 堆肥設(shè)備堆肥設(shè)備 四類四類 1 2 3 4 5 評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo) 6 四類，四類，15個(gè)個(gè) 堆肥的歷史：堆肥的歷史： 19251925年年-印度的農(nóng)藝學(xué)家埃印度的農(nóng)藝學(xué)家?；羧A德（霍

3、華德（Albert HowardAlbert Howard）發(fā)明）發(fā)明“印多爾法印多爾法”。 19321932年意大利人貝卡里留把厭氧發(fā)酵和好氧發(fā)酵結(jié)合一起，把物料先放在密閉年意大利人貝卡里留把厭氧發(fā)酵和好氧發(fā)酵結(jié)合一起，把物料先放在密閉系統(tǒng)進(jìn)行厭氧發(fā)酵，然后再送入空氣進(jìn)行好氧發(fā)酵。系統(tǒng)進(jìn)行厭氧發(fā)酵，然后再送入空氣進(jìn)行好氧發(fā)酵。 19331933年，丹麥出現(xiàn)達(dá)諾法年，丹麥出現(xiàn)達(dá)諾法( (利用回轉(zhuǎn)窯發(fā)酵倉(cāng)進(jìn)行好氧發(fā)酵利用回轉(zhuǎn)窯發(fā)酵倉(cāng)進(jìn)行好氧發(fā)酵) )并在西歐和日本得并在西歐和日本得到應(yīng)用。德國(guó)開(kāi)發(fā)了巴登到應(yīng)用。德國(guó)開(kāi)發(fā)了巴登巴登法巴登法 19401940年，美國(guó)使用發(fā)酵槽進(jìn)行機(jī)械化堆肥，厄普年，

4、美國(guó)使用發(fā)酵槽進(jìn)行機(jī)械化堆肥，厄普托馬斯法托馬斯法(Earp-Thomas(Earp-Thomas法法) )。國(guó)。國(guó)際上出現(xiàn)了機(jī)械化較強(qiáng)的發(fā)酵裝置際上出現(xiàn)了機(jī)械化較強(qiáng)的發(fā)酵裝置立流移動(dòng)式攪拌發(fā)酵倉(cāng)。立流移動(dòng)式攪拌發(fā)酵倉(cāng)。 2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代，日本已經(jīng)建成堆肥廠年代，日本已經(jīng)建成堆肥廠3030多座。多座。 從從2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代初開(kāi)始，化肥大規(guī)模的使用；同時(shí)，城市生活垃圾的成分也發(fā)年代初開(kāi)始，化肥大規(guī)模的使用；同時(shí)，城市生活垃圾的成分也發(fā)生了變化，垃圾中不可生物分解的成分日益增多，導(dǎo)致機(jī)械化程度較高的堆肥工藝生了變化，垃圾中不可生物分解的成分日益增多，導(dǎo)致機(jī)械化程度較高的堆肥

5、工藝較難推廣和堆肥產(chǎn)品的品質(zhì)差、生產(chǎn)效率低等。堆肥逐漸不再為人們所重視，許多較難推廣和堆肥產(chǎn)品的品質(zhì)差、生產(chǎn)效率低等。堆肥逐漸不再為人們所重視，許多堆肥廠陸續(xù)停產(chǎn)關(guān)閉。堆肥廠陸續(xù)停產(chǎn)關(guān)閉。 近年來(lái)，由于垃圾填埋場(chǎng)地的缺乏和垃圾焚燒可能導(dǎo)致的大氣污染，垃圾衛(wèi)生近年來(lái)，由于垃圾填埋場(chǎng)地的缺乏和垃圾焚燒可能導(dǎo)致的大氣污染，垃圾衛(wèi)生填埋和焚燒處理方法在某些方面受到較多的限制，堆肥處理又受到了較多的重視。填埋和焚燒處理方法在某些方面受到較多的限制，堆肥處理又受到了較多的重視。 堆肥的意義：堆肥的意義： 對(duì)城市固體廢物進(jìn)行處理消納對(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，可以避免和減實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化、

6、無(wú)害化，可以避免和減輕垃圾的大面積堆積，影響市容和城市垃圾自然腐敗、散發(fā)臭氣、傳播疾病，輕垃圾的大面積堆積，影響市容和城市垃圾自然腐敗、散發(fā)臭氣、傳播疾病，從而對(duì)人體和環(huán)境造成的危害。從而對(duì)人體和環(huán)境造成的危害。 可以將固體廢物中的適用組分盡快地納入自然循環(huán)系統(tǒng)（如堆肥可回可以將固體廢物中的適用組分盡快地納入自然循環(huán)系統(tǒng)（如堆肥可回歸農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中），促進(jìn)自然物質(zhì)循環(huán)與人類社會(huì)物質(zhì)循環(huán)的統(tǒng)一；歸農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中），促進(jìn)自然物質(zhì)循環(huán)與人類社會(huì)物質(zhì)循環(huán)的統(tǒng)一； 可以將大量有機(jī)固體廢物通過(guò)某種工藝轉(zhuǎn)換成有用的物質(zhì)和能源（如可以將大量有機(jī)固體廢物通過(guò)某種工藝轉(zhuǎn)換成有用的物質(zhì)和能源（如產(chǎn)生沼氣、生產(chǎn)葡萄糖

7、、微生物蛋白等）；產(chǎn)生沼氣、生產(chǎn)葡萄糖、微生物蛋白等）； 堆肥化可減重、減容均約堆肥化可減重、減容均約50%50%。由于城市固體廢物和農(nóng)業(yè)廢物數(shù)量巨。由于城市固體廢物和農(nóng)業(yè)廢物數(shù)量巨大，其中農(nóng)業(yè)物質(zhì)資源（秸稈、稻殼、甘蔗渣、花生殼等）年產(chǎn)大，其中農(nóng)業(yè)物質(zhì)資源（秸稈、稻殼、甘蔗渣、花生殼等）年產(chǎn)6 6108t108t左左右，城市垃圾年產(chǎn)生量約右，城市垃圾年產(chǎn)生量約1.41.4108t108t，可生物轉(zhuǎn)換利用的成分多，在當(dāng)前世，可生物轉(zhuǎn)換利用的成分多，在當(dāng)前世界上普遍存在自然資源短缺及能源緊張的情況下，堆肥化回收和利用技術(shù)的界上普遍存在自然資源短缺及能源緊張的情況下，堆肥化回收和利用技術(shù)的開(kāi)發(fā)具有

8、深遠(yuǎn)的意義。開(kāi)發(fā)具有深遠(yuǎn)的意義。 堆肥的作用：堆肥的作用： (1)(1)改善土壤的物理性能改善土壤的物理性能 施用堆肥對(duì)土壤性質(zhì)的影響主要包括三個(gè)方面：土壤物理性質(zhì)，天然化施用堆肥對(duì)土壤性質(zhì)的影響主要包括三個(gè)方面：土壤物理性質(zhì)，天然化學(xué)性質(zhì)和土壤微生物性質(zhì)。學(xué)性質(zhì)和土壤微生物性質(zhì)。表表 施用堆肥對(duì)土壤性質(zhì)的可能影響施用堆肥對(duì)土壤性質(zhì)的可能影響 土壤性質(zhì)土壤性質(zhì)類別類別 變化變化 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 有機(jī)質(zhì)含量有機(jī)質(zhì)含量N N、P P、S S含量含量K K、CaCa、MgMg含量含量pHpH值值增大增大 不一不一 增大升高增大增大升高增大 微生物學(xué)性質(zhì)微生物學(xué)性質(zhì) 細(xì)菌群體真菌和放線菌群體自養(yǎng)硝細(xì)

9、菌群體真菌和放線菌群體自養(yǎng)硝化細(xì)菌纖維素分解活性脲酶活性化細(xì)菌纖維素分解活性脲酶活性 增大增多增多增強(qiáng)增強(qiáng)增大增多增多增強(qiáng)增強(qiáng) 污染物污染物 重金屬總量可浸提重金屬量重金屬重金屬總量可浸提重金屬量重金屬的生物有效性難降解有機(jī)污染物含的生物有效性難降解有機(jī)污染物含量量 增大增大增大增大增大增大增大增大 施用有機(jī)肥對(duì)土壤理化性質(zhì)的改變施用有機(jī)肥對(duì)土壤理化性質(zhì)的改變 處理處理有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì) 容重容重 總空隙度總空隙度 持水量持水量 pHpH值值 含量含量/ / 增加增加/ / 容重容重/(g/cm/(g/cm3 3) ) 降低降低/(g/cm/(g/cm3 3) ) 含量含量/ / 增加增加/ / 持

10、水量持水量/ / 增加增加/ / 未用未用堆肥堆肥 2.062.06 1.621.62 35.135.1 14.114.1 5.95.9 用堆用堆肥肥 4.434.43 115115 1.151.15 4040 57.857.8 6060 23.623.6 6767 7.37.3 施用綠肥對(duì)荒漠綠洲地的改良效果施用綠肥對(duì)荒漠綠洲地的改良效果 處理處理 容重容重/(g/cm/(g/cm3 3) ) 水穩(wěn)性團(tuán)粒水穩(wěn)性團(tuán)粒/ / 速效氮速效氮(mg/kg)(mg/kg) 0.25mm0.25mm 0.25mm0.25mm 亞田凊亞田凊 1.351.35 6.16.1 93.993.9 100100

11、對(duì)照對(duì)照 1.381.38 4.64.6 95.495.4 6060 堆肥的作用：堆肥的作用： (2) (2) 肥料養(yǎng)分比較全面，成分比較多樣化，其中還含有多種植物生長(zhǎng)所必需的肥料養(yǎng)分比較全面，成分比較多樣化，其中還含有多種植物生長(zhǎng)所必需的微量元素，滿足植物生長(zhǎng)對(duì)不同養(yǎng)分的需求。微量元素，滿足植物生長(zhǎng)對(duì)不同養(yǎng)分的需求。 (3)(3)肥效期較長(zhǎng)堆肥屬緩效性肥料，堆肥養(yǎng)分的釋放緩慢、持久，故肥效期較長(zhǎng)，肥效期較長(zhǎng)堆肥屬緩效性肥料，堆肥養(yǎng)分的釋放緩慢、持久，故肥效期較長(zhǎng)，有利于滿足農(nóng)作物長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)對(duì)養(yǎng)分的需求，也不會(huì)出現(xiàn)施用化肥那樣短暫有效或施有利于滿足農(nóng)作物長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)對(duì)養(yǎng)分的需求，也不會(huì)出現(xiàn)施用化肥那

12、樣短暫有效或施肥過(guò)頭的情況。并且堆肥中氮、鉀、銨等都是以陽(yáng)離子形態(tài)存在，由于腐殖質(zhì)帶陰肥過(guò)頭的情況。并且堆肥中氮、鉀、銨等都是以陽(yáng)離子形態(tài)存在，由于腐殖質(zhì)帶陰電荷，有吸附陽(yáng)離子的作用，有助于粘土保住陽(yáng)離子，既能保住養(yǎng)分提高保肥能力，電荷，有吸附陽(yáng)離子的作用，有助于粘土保住陽(yáng)離子，既能保住養(yǎng)分提高保肥能力，使粘土的離子交換容量提高幾十倍。使粘土的離子交換容量提高幾十倍。 (4)(4)微生物的作用強(qiáng)堆肥中含有大量有益微生物，是一種微生物的作用強(qiáng)堆肥中含有大量有益微生物，是一種“生物肥料生物肥料”。施用堆。施用堆肥可以增加土壤中微生物的數(shù)量，通過(guò)微生物的活動(dòng)改善土壤的結(jié)構(gòu)和性能，微生肥可以增加土壤中

13、微生物的數(shù)量，通過(guò)微生物的活動(dòng)改善土壤的結(jié)構(gòu)和性能，微生物分泌的各種有效成分還可直接或間接地被植物吸收而起到有益的作用。物分泌的各種有效成分還可直接或間接地被植物吸收而起到有益的作用。 (5)(5)腐殖質(zhì)具有螯合作用，施用堆肥時(shí)，一方面由于其中的螯合劑能和鋁、鐵等腐殖質(zhì)具有螯合作用，施用堆肥時(shí)，一方面由于其中的螯合劑能和鋁、鐵等金屬結(jié)合，使穩(wěn)定狀態(tài)變成易分解狀態(tài)，所以能促進(jìn)有機(jī)物分解，促進(jìn)氮肥和其它金屬結(jié)合，使穩(wěn)定狀態(tài)變成易分解狀態(tài)，所以能促進(jìn)有機(jī)物分解，促進(jìn)氮肥和其它養(yǎng)分的供應(yīng)。另一方面對(duì)于作物有害的銅、鉛、鎘等重金屬也可與腐殖質(zhì)反應(yīng)而降養(yǎng)分的供應(yīng)。另一方面對(duì)于作物有害的銅、鉛、鎘等重金屬也

14、可與腐殖質(zhì)反應(yīng)而降低其危害程度，利于作物生長(zhǎng)。但與化肥相比，堆肥的肥效較低，且體積大，運(yùn)輸?shù)推湮：Τ潭?，利于作物生長(zhǎng)。但與化肥相比，堆肥的肥效較低，且體積大，運(yùn)輸和施用起來(lái)不方便。和施用起來(lái)不方便。 堆肥的經(jīng)濟(jì)效益：堆肥的經(jīng)濟(jì)效益： 堆肥化處理的經(jīng)濟(jì)效益主要有兩方面，一是對(duì)固體廢物的消納作用，二堆肥化處理的經(jīng)濟(jì)效益主要有兩方面，一是對(duì)固體廢物的消納作用，二是作有機(jī)肥料和土壤調(diào)節(jié)劑。前者由于其可以將固體廢物直接轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥是作有機(jī)肥料和土壤調(diào)節(jié)劑。前者由于其可以將固體廢物直接轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料，還原大自然，它不像填埋處理需要占用大量的土地，也不像焚燒那樣產(chǎn)料，還原大自然，它不像填埋處理需要占用大量的

15、土地，也不像焚燒那樣產(chǎn)生大量尾氣，從資源化的角度，可以說(shuō)是最理想的處理方法。但是，隨著生生大量尾氣，從資源化的角度，可以說(shuō)是最理想的處理方法。但是，隨著生活水平的提高和生活方式的多樣化，固體廢物的成分日趨復(fù)雜，要得到理想活水平的提高和生活方式的多樣化，固體廢物的成分日趨復(fù)雜，要得到理想的堆肥化產(chǎn)品，除了需要傳統(tǒng)的發(fā)酵過(guò)程外，必須設(shè)置復(fù)雜的分選、破碎過(guò)的堆肥化產(chǎn)品，除了需要傳統(tǒng)的發(fā)酵過(guò)程外，必須設(shè)置復(fù)雜的分選、破碎過(guò)程，從而大大增加了堆肥化處理的費(fèi)用。同時(shí)，由于固體廢物中大量雜質(zhì)和程，從而大大增加了堆肥化處理的費(fèi)用。同時(shí)，由于固體廢物中大量雜質(zhì)和有毒有害化學(xué)物質(zhì)的混入，從而使得堆肥化產(chǎn)品作為肥料

16、或土壤改良劑的價(jià)有毒有害化學(xué)物質(zhì)的混入，從而使得堆肥化產(chǎn)品作為肥料或土壤改良劑的價(jià)值大大降低，不妥當(dāng)?shù)奶幚磉€可能帶來(lái)對(duì)土壤的污染和對(duì)農(nóng)作物的危害。值大大降低，不妥當(dāng)?shù)奶幚磉€可能帶來(lái)對(duì)土壤的污染和對(duì)農(nóng)作物的危害。 堆肥原料：堆肥原料： 隨著人類生活水平的日益提高，相應(yīng)產(chǎn)生越來(lái)越多的固體廢棄物，在這隨著人類生活水平的日益提高，相應(yīng)產(chǎn)生越來(lái)越多的固體廢棄物，在這些固體廢棄物中，有相當(dāng)大一部分是有機(jī)廢物，特別是農(nóng)牧漁業(yè)及其產(chǎn)品加些固體廢棄物中，有相當(dāng)大一部分是有機(jī)廢物，特別是農(nóng)牧漁業(yè)及其產(chǎn)品加工產(chǎn)生的廢棄物；生活用品廢棄物，如廢紙張、廢布、廢塑料袋等等生活垃工產(chǎn)生的廢棄物；生活用品廢棄物，如廢紙張、廢

17、布、廢塑料袋等等生活垃圾；人、畜、禽糞便；污水處理廠產(chǎn)生的有機(jī)廢物污泥等，含有大量的有機(jī)圾；人、畜、禽糞便；污水處理廠產(chǎn)生的有機(jī)廢物污泥等，含有大量的有機(jī)成分。有機(jī)廢物進(jìn)入環(huán)境，由于其中夾帶大量病菌，會(huì)傳染疾??；產(chǎn)生含高成分。有機(jī)廢物進(jìn)入環(huán)境，由于其中夾帶大量病菌，會(huì)傳染疾??；產(chǎn)生含高濃度有機(jī)物的滲濾液，嚴(yán)重污染地下水和地表水；如堆積量過(guò)大，會(huì)因缺氧濃度有機(jī)物的滲濾液，嚴(yán)重污染地下水和地表水；如堆積量過(guò)大，會(huì)因缺氧產(chǎn)生大量沼氣，聚積而出，遇明火發(fā)生爆炸，引起火災(zāi)，造成人身傷亡。因產(chǎn)生大量沼氣，聚積而出，遇明火發(fā)生爆炸，引起火災(zāi)，造成人身傷亡。因此，如何處理這部分有機(jī)廢物，加速有機(jī)物質(zhì)的穩(wěn)定，使

18、有機(jī)廢物無(wú)害化，此，如何處理這部分有機(jī)廢物，加速有機(jī)物質(zhì)的穩(wěn)定，使有機(jī)廢物無(wú)害化，是必須解決的環(huán)境問(wèn)題。是必須解決的環(huán)境問(wèn)題。 生活垃圾、有機(jī)污泥、人畜糞便、農(nóng)林廢物。生活垃圾、有機(jī)污泥、人畜糞便、農(nóng)林廢物。異化作用異化作用 同化作用同化作用 細(xì)胞物質(zhì)細(xì)胞物質(zhì) ( (微生物繁殖微生物繁殖) ) COCO2 2,H,H2 2O,NHO,NH3 3,PO,PO4 43-3-, O, O4 42-2- 能量能量 堆肥有機(jī)物堆肥有機(jī)物( (含含C C，H H，O O，N N，P P，S S，Cl)Cl)、氧和微生物氧和微生物 轉(zhuǎn)入環(huán)境轉(zhuǎn)入環(huán)境 釋 放 、 轉(zhuǎn) 化釋 放 、 轉(zhuǎn) 化為熱為熱 + + 好好

19、氧氧堆堆肥肥基基本本原原理理 好氧微生物在于空氣充分接觸的條件下，使堆肥原料中的有機(jī)物發(fā)生一系列放熱反應(yīng)，最終使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單而穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過(guò)程。好好氧氧堆堆肥肥過(guò)過(guò)程程 影影響響因因素素 及及工工藝藝 堆肥化效果堆肥化效果 供氧量由化學(xué)式計(jì)算供氧量由化學(xué)式計(jì)算 C/N（9-12）和）和C/P（75-150） pH7.5-8.5 主發(fā)酵主發(fā)酵 發(fā)酵倉(cāng)或發(fā)酵倉(cāng)或露天堆積，露天堆積，強(qiáng)制或翻強(qiáng)制或翻堆攪拌供堆攪拌供氧主發(fā)酵氧主發(fā)酵期期412d 前處理前處理 1 2 后發(fā)酵后發(fā)酵 進(jìn)一步分進(jìn)一步分解難分解解難分解有機(jī)物，有機(jī)物，條堆或靜條堆或靜態(tài)堆肥，態(tài)堆肥，2030d 3 貯存貯存 夏冬需貯存

20、，夏冬需貯存，容納容納6個(gè)月的個(gè)月的貯存設(shè)備；干貯存設(shè)備；干燥透氣燥透氣 6 后處理后處理 含水率含水率50-60% 溫度和有機(jī)物含量溫度和有機(jī)物含量 55-60，20-80% 顆粒度顆粒度2-60mm 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(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 脫臭脫臭 產(chǎn)生氨、硫化氫、產(chǎn)生氨、硫化氫、甲基硫醇、胺類甲基硫醇、胺類等。化學(xué)除臭劑；等?；瘜W(xué)除臭劑；堿、水溶液過(guò)濾；堿、水溶液過(guò)濾；熟堆肥熟堆肥、沸石等、沸石等吸吸 附劑吸附附劑吸附 5 分選設(shè)備分選設(shè)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(fù)肥制復(fù)肥 4 表表 常見(jiàn)有機(jī)廢物的

21、常見(jiàn)有機(jī)廢物的C/NC/N比比 物物 質(zhì)質(zhì) C/NC/N比比 物物 質(zhì)質(zhì) 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(shù)樹(shù) 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/N 20201 1 （252550

22、50）1 1 78781 1 8080 所需時(shí)間所需時(shí)間/d/d 9 91212 10101919 2121 表表 堆肥工藝各工序的功能堆肥工藝各工序的功能 前處理工序前處理工序 發(fā)酵工序發(fā)酵工序 后處理工序后處理工序 選料：選料：控制垃圾投入量和控制垃圾投入量和投入比例投入比例 分選：分選：廢品回收，去除部廢品回收，去除部分非堆肥物質(zhì)和有害產(chǎn)品分非堆肥物質(zhì)和有害產(chǎn)品 破碎：破碎：將選出的大塊可堆將選出的大塊可堆肥物破碎為適合堆肥的程肥物破碎為適合堆肥的程度度 混合：混合：調(diào)整垃圾水分、碳調(diào)整垃圾水分、碳氮比至一定值氮比至一定值 一次發(fā)酵：一次發(fā)酵：進(jìn)行最初的微進(jìn)行最初的微生物分解，系高溫發(fā)酵

23、，生物分解，系高溫發(fā)酵，是實(shí)現(xiàn)垃圾無(wú)害化的階段是實(shí)現(xiàn)垃圾無(wú)害化的階段 二次發(fā)酵：二次發(fā)酵：進(jìn)行無(wú)害化處進(jìn)行無(wú)害化處理后的垃圾進(jìn)一步腐熟，理后的垃圾進(jìn)一步腐熟，使之成為熟堆肥使之成為熟堆肥 篩分：篩分：去除影響堆肥物使去除影響堆肥物使用的大顆粒物質(zhì)用的大顆粒物質(zhì) 重力分選：重力分選：去除堆肥中的去除堆肥中的硬質(zhì)雜物以提高堆肥質(zhì)量硬質(zhì)雜物以提高堆肥質(zhì)量 專用肥配制：專用肥配制：添加無(wú)機(jī)肥添加無(wú)機(jī)肥料，使之成為復(fù)合肥料料，使之成為復(fù)合肥料 堆肥化設(shè)備堆肥化設(shè)備 破碎設(shè)備破碎設(shè)備 沖擊磨、破碎機(jī)等沖擊磨、破碎機(jī)等 混合設(shè)備混合設(shè)備 攪拌機(jī)、裝載機(jī)等攪拌機(jī)、裝載機(jī)等 輸送設(shè)備輸送設(shè)備 帶式、刮板輸送機(jī)等

24、帶式、刮板輸送機(jī)等 分離設(shè)備分離設(shè)備 篩子篩子 斗式裝載機(jī)或推土機(jī)、垮式斗式裝載機(jī)或推土機(jī)、垮式翻堆機(jī)、側(cè)式翻堆機(jī)翻堆機(jī)、側(cè)式翻堆機(jī) 應(yīng)堆肥產(chǎn)品質(zhì)量高、操應(yīng)堆肥產(chǎn)品質(zhì)量高、操 作員少、臭味控制有效、作員少、臭味控制有效、 空間限制少、空間限制少、 環(huán)境影響小等優(yōu)環(huán)境影響小等優(yōu) 點(diǎn)。垂直、傾斜及水平固體流點(diǎn)。垂直、傾斜及水平固體流 生物過(guò)濾器：熟化的堆生物過(guò)濾器：熟化的堆 肥、樹(shù)皮、木片、粒狀的肥、樹(shù)皮、木片、粒狀的 泥炭等，負(fù)荷為泥炭等，負(fù)荷為80120 m3m-3h-1)，出氣溫度維持在，出氣溫度維持在2040； 物料處理設(shè)備物料處理設(shè)備 翻堆設(shè)備翻堆設(shè)備 反應(yīng)器堆肥系統(tǒng)反應(yīng)器堆肥系統(tǒng) 除臭

25、設(shè)備除臭設(shè)備 技術(shù)技術(shù) 分離物料分離物料 技術(shù)技術(shù) 分離物料分離物料 篩分篩分 大：塑料膜、大紙張、硬紙板、大：塑料膜、大紙張、硬紙板、其他雜物其他雜物 中：可回收物品、大部分有機(jī)中：可回收物品、大部分有機(jī)廢物、其他雜物廢物、其他雜物 ?。河袡C(jī)廢物、金屬碎片、其?。河袡C(jī)廢物、金屬碎片、其他雜物他雜物 風(fēng)選風(fēng)選 輕物料：紙、塑料輕物料：紙、塑料 重物：金屬、玻璃、有機(jī)廢物重物：金屬、玻璃、有機(jī)廢物 人工分選人工分選 可回收物品、惰性廢物和化學(xué)可回收物品、惰性廢物和化學(xué)廢物廢物 濕選濕選 漂浮物：有機(jī)廢物、其他雜物漂浮物：有機(jī)廢物、其他雜物 沉淀物：金屬、玻璃、砂石、其他沉淀物：金屬、玻璃、砂石、

26、其他雜物雜物 磁分選磁分選 鐵鐵 渦流分選渦流分選 有色金屬有色金屬 沖擊沖擊分選分選 輕物料：塑料、未分解的紙張中等輕物料：塑料、未分解的紙張中等 重量物料；重量物料； 堆肥重物料：金屬、玻璃、砂石、堆肥重物料：金屬、玻璃、砂石、其他雜物其他雜物 表表 用于城市固體廢物堆肥系統(tǒng)的分離技術(shù)用于城市固體廢物堆肥系統(tǒng)的分離技術(shù) 表表 不同翻堆設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)不同翻堆設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn) 項(xiàng)目項(xiàng)目 斗式裝載機(jī)或推土機(jī)斗式裝載機(jī)或推土機(jī) 垮式翻堆機(jī)垮式翻堆機(jī) 側(cè)式翻堆機(jī)側(cè)式翻堆機(jī) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 便宜，操作簡(jiǎn)單便宜，操作簡(jiǎn)單 條垛間距小，堆肥條垛間距小，堆肥占地面積小占地面積小 堆肥徹底，堆料混合均堆肥徹底，堆料混合均

27、勻；條垛大小不受限制勻；條垛大小不受限制 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 堆料易壓實(shí)；堆料混合不均勻；堆料易壓實(shí)；堆料混合不均勻；條垛間距應(yīng)條垛間距應(yīng)10m10m，可利用的堆肥，可利用的堆肥場(chǎng)地小場(chǎng)地小 條垛大小受到嚴(yán)重條垛大小受到嚴(yán)重限制，處理的物料限制，處理的物料少少 易損壞，翻堆能力小易損壞，翻堆能力小 控制臭味措施：控制臭味措施： 1.1.堆肥過(guò)程控制堆肥過(guò)程控制 2.2.調(diào)查可能的臭味來(lái)源調(diào)查可能的臭味來(lái)源 3.3.建立臭味收集系統(tǒng)建立臭味收集系統(tǒng) 4.4.建立臭味處理系統(tǒng)建立臭味處理系統(tǒng) 5.5.控制殘留臭味的有效擴(kuò)散控制殘留臭味的有效擴(kuò)散 堆肥過(guò)程控制是減少臭味產(chǎn)生的關(guān)鍵因素，但堆肥過(guò)程控制是減少臭味

28、產(chǎn)生的關(guān)鍵因素，但不能完全有效地控制臭味。不能完全有效地控制臭味。 化學(xué)指標(biāo)化學(xué)指標(biāo) pH/COD/BOD /VS/碳氮比碳氮比/氮氮 化物化物/腐殖酸腐殖酸 工藝指標(biāo)工藝指標(biāo) 溫度溫度 耗氧速率耗氧速率400 mg/(kgh) 堆肥腐熟度評(píng)價(jià)堆肥腐熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)指標(biāo) 物理學(xué)指標(biāo)物理學(xué)指標(biāo) 氣味氣味/粒度粒度/色度色度 生物學(xué)指標(biāo)生物學(xué)指標(biāo) 呼吸作用呼吸作用/生物活生物活 性性/發(fā)芽指數(shù)發(fā)芽指數(shù) 腐熟度：腐熟度：堆肥中的有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)礦化、腐殖化過(guò)程最后達(dá)到穩(wěn)定的程度。堆肥中的有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)礦化、腐殖化過(guò)程最后達(dá)到穩(wěn)定的程度。堆肥化產(chǎn)品的質(zhì)量要求和標(biāo)準(zhǔn)堆肥化產(chǎn)品的質(zhì)量要求和標(biāo)準(zhǔn)雜質(zhì)雜質(zhì)粒度粒度/mm蛔蟲(chóng)

29、卵死亡率蛔蟲(chóng)卵死亡率大腸桿菌大腸桿菌有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì)總氮總氮溫度溫度3%1295-100%10-1-10-210%0.5%550C總鉀總鉀Hg/(mg/kg)Cb/(mg/kg)Cr/(mg/kg)Pb/(mg/kg)As/(mg/kg)總磷總磷1.0% 53300100300.3% 廢物在厭氧的條件下通過(guò)微生物的代謝活動(dòng)廢物在厭氧的條件下通過(guò)微生物的代謝活動(dòng)而被穩(wěn)定化，同時(shí)伴有甲烷（而被穩(wěn)定化，同時(shí)伴有甲烷（CHCH4 4）和二氧化碳）和二氧化碳（COCO2 2）的產(chǎn)生。）的產(chǎn)生。 厭氧消化處理是一種在厭氧狀態(tài)下利用微生厭氧消化處理是一種在厭氧狀態(tài)下利用微生物使垃圾中的有機(jī)物快速轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧

30、化碳物使垃圾中的有機(jī)物快速轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的厭氧消化技術(shù)，它可以去除廢物中的厭氧消化技術(shù)，它可以去除廢物中30305050的有機(jī)物并使之穩(wěn)定化。的有機(jī)物并使之穩(wěn)定化。 厭氧發(fā)酵是實(shí)現(xiàn)有機(jī)固體廢物無(wú)害化、資源厭氧發(fā)酵是實(shí)現(xiàn)有機(jī)固體廢物無(wú)害化、資源化的一種有效方法?；囊环N有效方法。 厭氧發(fā)酵歷史：厭氧發(fā)酵歷史： 16301630年，歐洲海爾曼發(fā)現(xiàn)有機(jī)物腐爛過(guò)程中產(chǎn)生的一種可燃?xì)怏w年，歐洲海爾曼發(fā)現(xiàn)有機(jī)物腐爛過(guò)程中產(chǎn)生的一種可燃?xì)怏w-沼氣。沼氣。 18961896年，英國(guó)小城年，英國(guó)小城ExeterExeter以污泥為原料建立厭氧消化池，沼氣用于街道照明。以污泥為原料建立厭氧消化池，沼氣用于街

31、道照明。 1919世紀(jì)世紀(jì)8080年代，中國(guó)廣東沿海出現(xiàn)簡(jiǎn)易沼氣發(fā)酵池，年代，中國(guó)廣東沿海出現(xiàn)簡(jiǎn)易沼氣發(fā)酵池，1919世紀(jì)末出現(xiàn)瓦斯庫(kù)。世紀(jì)末出現(xiàn)瓦斯庫(kù)。 2020世紀(jì)初，中國(guó)臺(tái)灣羅國(guó)瑞從事天然瓦斯研究，于世紀(jì)初，中國(guó)臺(tái)灣羅國(guó)瑞從事天然瓦斯研究，于19201920年建年建8m8m3 3小型沼氣池。小型沼氣池。 2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代年代, ,中國(guó)推廣沼氣，有機(jī)廢料厭氧消化產(chǎn)沼氣有較大發(fā)展是進(jìn)中國(guó)推廣沼氣，有機(jī)廢料厭氧消化產(chǎn)沼氣有較大發(fā)展是進(jìn)2020多年的多年的事情。事情。 7070年代末、年代末、8080年代初，中國(guó)農(nóng)村沼氣建設(shè)迅速發(fā)展。年代初，中國(guó)農(nóng)村沼氣建設(shè)迅速發(fā)展。19961996

32、年底，全國(guó)建池農(nóng)戶年底，全國(guó)建池農(nóng)戶600600萬(wàn)戶以上，建成大中型沼氣池萬(wàn)戶以上，建成大中型沼氣池460460多座。僅大中型沼氣池年處理有機(jī)廢物達(dá)多座。僅大中型沼氣池年處理有機(jī)廢物達(dá)30003000萬(wàn)萬(wàn)噸左右。噸左右。 19801980年，歐共體委員會(huì)曾經(jīng)預(yù)測(cè)，歐洲年，歐共體委員會(huì)曾經(jīng)預(yù)測(cè)，歐洲10% -15%10% -15%的能源將由新的替代能源產(chǎn)品提的能源將由新的替代能源產(chǎn)品提供，使得厭氧消化技術(shù)的研究重新受到人們的注目。供，使得厭氧消化技術(shù)的研究重新受到人們的注目。厭氧消化技術(shù)特點(diǎn)：厭氧消化技術(shù)特點(diǎn)： 過(guò)程可控制、降解快、生產(chǎn)過(guò)程全封閉；過(guò)程可控制、降解快、生產(chǎn)過(guò)程全封閉； 能源化效果

33、好，可以將潛在于廢棄有機(jī)物中的低品位生物能轉(zhuǎn)化為可能源化效果好，可以將潛在于廢棄有機(jī)物中的低品位生物能轉(zhuǎn)化為可以直接利用的高品位沼氣；以直接利用的高品位沼氣； 易操作，與好氧處理相比厭氧消化吸收不需要通風(fēng)動(dòng)力，設(shè)施簡(jiǎn)單，易操作，與好氧處理相比厭氧消化吸收不需要通風(fēng)動(dòng)力，設(shè)施簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，屬于節(jié)能型處理方法；運(yùn)行成本低，屬于節(jié)能型處理方法； 產(chǎn)物可再利用，適于處理高濃度有機(jī)廢水和廢物，經(jīng)厭氧消化后的廢產(chǎn)物可再利用，適于處理高濃度有機(jī)廢水和廢物，經(jīng)厭氧消化后的廢物基本得到穩(wěn)定，可以作農(nóng)肥、飼料或堆肥化原料；物基本得到穩(wěn)定，可以作農(nóng)肥、飼料或堆肥化原料； 厭氧微生物的生長(zhǎng)速度慢，常規(guī)方法的處理效

34、率低，設(shè)備體積大；厭氧微生物的生長(zhǎng)速度慢，常規(guī)方法的處理效率低，設(shè)備體積大； 厭氧過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生厭氧過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生H H2 2S S等惡臭氣體；等惡臭氣體； 可殺死傳染性病原菌，有利于防疫可殺死傳染性病原菌，有利于防疫 。發(fā)酵原料發(fā)酵原料 生活垃圾、有機(jī)污泥、人畜糞便、農(nóng)林廢物。生活垃圾、有機(jī)污泥、人畜糞便、農(nóng)林廢物。 1 1 常見(jiàn)發(fā)酵原料的理論產(chǎn)氣量常見(jiàn)發(fā)酵原料的理論產(chǎn)氣量 甲烷產(chǎn)氣量為：甲烷產(chǎn)氣量為： E=0.37A+0.49B+1.04C E=0.37A+0.49B+1.04C 式中式中E:E:每克發(fā)酵原料的理論產(chǎn)甲烷量，每克發(fā)酵原料的理論產(chǎn)甲烷量，L; L; A A、B B、C C：分別為

35、每克發(fā)酵原料中碳水化合物、蛋白質(zhì)、：分別為每克發(fā)酵原料中碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪類化合物的重量脂肪類化合物的重量g g。 二氧化碳理論產(chǎn)量為：二氧化碳理論產(chǎn)量為： D=0.37A+0.49B+0.36CD=0.37A+0.49B+0.36C常見(jiàn)沼氣發(fā)酵原料的組分和理論產(chǎn)氣量常見(jiàn)沼氣發(fā)酵原料的組分和理論產(chǎn)氣量2 原料的產(chǎn)氣率和甲烷含量原料的產(chǎn)氣率和甲烷含量 沼氣發(fā)酵原料產(chǎn)生率指單位重量的原料在發(fā)酵原料過(guò)程中產(chǎn)沼氣發(fā)酵原料產(chǎn)生率指單位重量的原料在發(fā)酵原料過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣量。通常用原料所含總固體的量作原料單位表示的產(chǎn)氣生的沼氣量。通常用原料所含總固體的量作原料單位表示的產(chǎn)氣量。量。 3 原料的總固體

36、百分含量和總固體量原料的總固體百分含量和總固體量 MTS=W2/W1100% WTS=WMTS MTS：發(fā)酵原料總固體百分含量；：發(fā)酵原料總固體百分含量；W1：發(fā)酵原料樣品重量；：發(fā)酵原料樣品重量；W2：樣品在：樣品在105020條件下烘干衡重量；條件下烘干衡重量；W：發(fā)酵原料重量；：發(fā)酵原料重量；WTS：發(fā)酵原料所含總固體量。：發(fā)酵原料所含總固體量。4 4 原料的碳氮比原料的碳氮比 1）混合原料碳氮比的計(jì)算）混合原料碳氮比的計(jì)算 2）發(fā)酵料漿的配制）發(fā)酵料漿的配制常用發(fā)酵原料的產(chǎn)沼氣率常用發(fā)酵原料的產(chǎn)沼氣率常用發(fā)酵原料的碳氮比常用發(fā)酵原料的碳氮比 堆肥有機(jī)堆肥有機(jī)物微生物物微生物有機(jī)酸，醇類

37、，有機(jī)酸，醇類，O2，NH3，H2S等，能量，等，能量，微生物微生物細(xì)胞物質(zhì)細(xì)胞物質(zhì)CO2，CH4等，等，能量能量細(xì)胞物質(zhì)細(xì)胞物質(zhì) 細(xì)胞物質(zhì)細(xì)胞物質(zhì)(微生物繁殖微生物繁殖)有 機(jī) 酸 、 醇 類 、有 機(jī) 酸 、 醇 類 、CO2、H2S、NH3、能量能量堆 肥 有 機(jī)堆 肥 有 機(jī)物物(C、N、O、H、P、S等等)細(xì)胞物質(zhì)細(xì)胞物質(zhì)CO2、CH4等，能量等，能量酸性發(fā)酵階段酸性發(fā)酵階段堿性發(fā)酵階段堿性發(fā)酵階段兩段理論兩段理論厭氧消化的厭氧消化的影響因素影響因素 添加物和抑制物添加物和抑制物KNaMgZnP等等促進(jìn)，蛋白質(zhì)尿促進(jìn)，蛋白質(zhì)尿酸酸CuCrNiSn等等抑制抑制 厭氧條件厭氧條件 氧氧化

38、還原電位化還原電位 -300mv 接種物接種物5% 溫度溫度 40-65 原料配比原料配比C:N=(20-30):1 攪拌攪拌 pH6.5-7.5 其它因素其它因素 根據(jù)消化溫度劃分工藝類型根據(jù)消化溫度劃分工藝類型 高溫消化工藝高溫消化工藝 自然溫度消化工藝自然溫度消化工藝 最佳溫度范圍是最佳溫度范圍是4755 ，此時(shí)有機(jī)物分解旺盛，此時(shí)有機(jī)物分解旺盛，消化快，物料在厭氧池消化快，物料在厭氧池內(nèi)停留時(shí)間短，非常適內(nèi)停留時(shí)間短，非常適用于城市垃圾、糞便和用于城市垃圾、糞便和有機(jī)污泥的處理有機(jī)污泥的處理 培養(yǎng)高溫消化菌、維持培養(yǎng)高溫消化菌、維持高溫、投料和排料、攪高溫、投料和排料、攪拌消化物料拌消

39、化物料 目前我國(guó)農(nóng)村都采用這目前我國(guó)農(nóng)村都采用這 種消化類型。這種工藝種消化類型。這種工藝的消化池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成的消化池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、施工容易、便本低廉、施工容易、便于推廣，但受季節(jié)影響于推廣，但受季節(jié)影響明顯明顯 消化周期須視季節(jié)和地消化周期須視季節(jié)和地區(qū)的不同加以控制區(qū)的不同加以控制 圖圖 自然溫度半批量投料沼氣發(fā)酵工藝流程自然溫度半批量投料沼氣發(fā)酵工藝流程 加活性污泥加活性污泥 定期出料定期出料 送農(nóng)田送農(nóng)田 原料選擇原料選擇 原料預(yù)處理原料預(yù)處理 配料配料 入池發(fā)酵產(chǎn)氣入池發(fā)酵產(chǎn)氣 大出料大出料 定期加料定期加料 根據(jù)投料運(yùn)轉(zhuǎn)方式劃分工藝類型根據(jù)投料運(yùn)轉(zhuǎn)方式劃分工藝類型 連續(xù)消化工

40、藝連續(xù)消化工藝 半連續(xù)消化工藝半連續(xù)消化工藝 兩步消化工藝兩步消化工藝 投料啟動(dòng)后，經(jīng)一段投料啟動(dòng)后，經(jīng)一段時(shí)間的消化產(chǎn)氣，連時(shí)間的消化產(chǎn)氣，連續(xù)定量的添加消化原續(xù)定量的添加消化原料和排出舊料；其消料和排出舊料；其消化時(shí)間能夠長(zhǎng)期連續(xù)化時(shí)間能夠長(zhǎng)期連續(xù)進(jìn)行。工藝易于控制，進(jìn)行。工藝易于控制，能保持穩(wěn)定的有機(jī)物能保持穩(wěn)定的有機(jī)物消化速率和產(chǎn)氣率，消化速率和產(chǎn)氣率，但該工藝要求較低的但該工藝要求較低的原料固形物濃度原料固形物濃度 啟動(dòng)時(shí)一次性投入較啟動(dòng)時(shí)一次性投入較多的消化原料，當(dāng)產(chǎn)多的消化原料，當(dāng)產(chǎn)氣量趨于下降時(shí)，開(kāi)氣量趨于下降時(shí)，開(kāi)始定期添加新料和排始定期添加新料和排出舊料，以維持比較出舊料，

41、以維持比較穩(wěn)定的產(chǎn)氣率。穩(wěn)定的產(chǎn)氣率。 農(nóng)村較適用農(nóng)村較適用 兩個(gè)反應(yīng)器；根據(jù)兩個(gè)反應(yīng)器；根據(jù)兩段理論設(shè)計(jì)兩段理論設(shè)計(jì) 回流攪拌回流攪拌厭氧消化反應(yīng)池厭氧消化反應(yīng)池沉淀池沉淀池貯氣柜貯氣柜備料池備料池有機(jī)固有機(jī)固 體廢物體廢物回流備料回流備料肥料肥料用戶用戶池底污泥或消化料液池底污泥或消化料液消化產(chǎn)氣消化產(chǎn)氣加水封池加水封池入池堆漚入池堆漚大換料大換料拌料接種拌料接種備料備料肥料肥料定期或不定期出料定期或不定期出料定期或不定期加料定期或不定期加料活性污泥或活性污泥或 其他接種物其他接種物 消化器消化器 水壓式消化池設(shè)計(jì)水壓式消化池設(shè)計(jì) 1 1 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù) （1 1）氣壓）氣壓7480Pa

42、7480Pa（80cm80cm水柱）為宜；水柱）為宜； （2 2）池容產(chǎn)氣率：指每立方米發(fā)酵池容積）池容產(chǎn)氣率：指每立方米發(fā)酵池容積1 1晝夜的產(chǎn)氣量，單位為晝夜的產(chǎn)氣量，單位為m m3 3沼氣沼氣/ /（m m3 3池容池容.d .d ）。通常采用的池容產(chǎn)氣率有）。通常采用的池容產(chǎn)氣率有0.150.15、0.200.20、0.250.25和和0.300.30幾種。幾種。 （3 3）貯氣量：指氣箱內(nèi)的最大沼氣貯存量。以）貯氣量：指氣箱內(nèi)的最大沼氣貯存量。以1212小時(shí)產(chǎn)氣量為宜。小時(shí)產(chǎn)氣量為宜。 （4 4）池容：指發(fā)酵間的容積。農(nóng)村常用的容積有）池容：指發(fā)酵間的容積。農(nóng)村常用的容積有4 4、6

43、 6、8 8、1010立方米等。立方米等。 （5 5）投料率：指最大限度投入的料液所占發(fā)酵間容積的百分比，一般在）投料率：指最大限度投入的料液所占發(fā)酵間容積的百分比，一般在85-95%85-95%。2 2 發(fā)酵間的設(shè)計(jì)發(fā)酵間的設(shè)計(jì) （1 1）確定池容）確定池容池容池容用氣水平用氣水平家庭人口數(shù)家庭人口數(shù)預(yù)計(jì)池容池產(chǎn)氣率預(yù)計(jì)池容池產(chǎn)氣率（2） 確定貯氣量確定貯氣量貯氣量池容產(chǎn)氣率貯氣量池容產(chǎn)氣率池容池容1/21/2 （3 3）計(jì)算圓筒形發(fā)酵間容積：圓筒形發(fā)酵間由池蓋、池身、）計(jì)算圓筒形發(fā)酵間容積：圓筒形發(fā)酵間由池蓋、池身、池底組成。池底組成。式中：式中：V1V1、V2V2、V3-V3-分別為池蓋

44、容積、池底容積、池身容積；分別為池蓋容積、池底容積、池身容積； f1f1，f2-f2-分別為池蓋矢高、池底矢高；分別為池蓋矢高、池底矢高； R-R-池體內(nèi)徑；池體內(nèi)徑； H-H-池身高度；池身高度； 一般認(rèn)為一般認(rèn)為f f1 1/D=1/5;f/D=1/5;f2 2/D=1/8;H=D/2.5/D=1/8;H=D/2.5時(shí)，沼氣池的尺時(shí)，沼氣池的尺寸比較合理。寸比較合理。（4 4）確定進(jìn)出料管安裝位置：）確定進(jìn)出料管安裝位置： 水壓式沼氣池進(jìn)出料管的水平位置，一般都確定在發(fā)酵間直徑的兩端。水壓式沼氣池進(jìn)出料管的水平位置，一般都確定在發(fā)酵間直徑的兩端。進(jìn)出料管的垂直位置一般都確定在發(fā)酵間的最低設(shè)

45、計(jì)液面高度處。進(jìn)出料管的垂直位置一般都確定在發(fā)酵間的最低設(shè)計(jì)液面高度處。 計(jì)算死氣箱拱的矢高計(jì)算死氣箱拱的矢高 f f死死=h1+h2+h3 =h1+h2+h3 式中：式中：h1-h1-池蓋拱頂點(diǎn)到活動(dòng)蓋下緣平面的距離，對(duì)池蓋拱頂點(diǎn)到活動(dòng)蓋下緣平面的距離，對(duì)6565厘米直徑的活動(dòng)蓋，厘米直徑的活動(dòng)蓋，該值在該值在10-1510-15厘米之間；厘米之間； h2-h2-導(dǎo)氣管下露出長(zhǎng)度，取導(dǎo)氣管下露出長(zhǎng)度，取3-53-5厘米；厘米； h3-h3-導(dǎo)氣管下口到導(dǎo)氣管下口到O-OO-O液面距離，一般取液面距離，一般取20-3020-30厘米。厘米。 計(jì)算死氣箱容積計(jì)算死氣箱容積 V V死死= =f f

46、2 2死死(r(r1 1+f+f死死/3) /3) V V死死、f f死死、 r r1 1分別為死氣箱容積、死氣箱矢高、池蓋曲率半分別為死氣箱容積、死氣箱矢高、池蓋曲率半徑。徑。 計(jì)算投料率計(jì)算投料率 投料率投料率= =（V- V- V V死死）/V/V100% 100% V V、 V V死死-分別為沼氣池容積和死氣箱容積。分別為沼氣池容積和死氣箱容積。 計(jì)算最大貯氣量計(jì)算最大貯氣量 V V貯貯= =池容池容池容產(chǎn)氣率池容產(chǎn)氣率/2 /2 計(jì)算氣箱總?cè)莘e計(jì)算氣箱總?cè)莘e V V氣氣=V=V死死+ V+ V貯貯 計(jì)算池蓋容積計(jì)算池蓋容積 V1=V1=f1(3Rf1(3R2 2+f1+f12 2)/

47、6 )/6 V1 V1、f1f1、R R分別為池蓋容積、池蓋矢高和池體內(nèi)徑。分別為池蓋容積、池蓋矢高和池體內(nèi)徑。 計(jì)算發(fā)酵間的最低液面位計(jì)算發(fā)酵間的最低液面位A-A A-A 對(duì)一般沼氣池來(lái)說(shuō)，對(duì)一般沼氣池來(lái)說(shuō)，V V氣氣均大于均大于V1V1，也就是說(shuō)，也就是說(shuō)，A-AA-A液面位置液面位置在圓筒形池身范圍內(nèi)。要確定進(jìn)、出料管的安裝位置，應(yīng)首先算在圓筒形池身范圍內(nèi)。要確定進(jìn)、出料管的安裝位置，應(yīng)首先算出氣箱在圓筒形池身部分的容積出氣箱在圓筒形池身部分的容積 V V筒筒= V= V氣氣- V1 - V1 V V筒筒= =R R2 2h h筒筒 由此可求出圓筒形池身內(nèi)氣箱部分的高度。由此可求出圓筒形

48、池身內(nèi)氣箱部分的高度。A-AA-A液面位在池液面位在池蓋與池身交接平面以下蓋與池身交接平面以下h h筒筒的位置上。的位置上。 3 3 水壓間的設(shè)計(jì)水壓間的設(shè)計(jì) 水壓間的設(shè)計(jì)包括確定以下三個(gè)尺寸：水壓間的設(shè)計(jì)包括確定以下三個(gè)尺寸： 1 1）水壓間的地面標(biāo)高：此標(biāo)高應(yīng)確定在發(fā)酵間初始工作狀）水壓間的地面標(biāo)高：此標(biāo)高應(yīng)確定在發(fā)酵間初始工作狀態(tài)時(shí)的液面位置態(tài)時(shí)的液面位置O-OO-O水平；水平； 2 2）水壓間的高度（）水壓間的高度（H H）：此高度應(yīng)等于發(fā)酵間最大液面下）：此高度應(yīng)等于發(fā)酵間最大液面下降值（降值（H1H1）與水壓間液面最大上升值（）與水壓間液面最大上升值（H2H2）之和，即）之和，即H

49、= H1+ H= H1+ H2H2； 3 3）水壓間容積：此容積等于池內(nèi)最大貯氣量。）水壓間容積：此容積等于池內(nèi)最大貯氣量。 1887年年 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn) 1922年年 浸出浸出ZnS 1947年年 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn) Thiolacillus Ferrooniclans 1954年年 高效高效 1958年年 專利申請(qǐng)專利申請(qǐng) 1 2 3 4 5 422223SOHOHOS細(xì)菌 菌種菌種 主要生理特性主要生理特性 最佳最佳pH 氧化鐵硫桿菌氧化鐵硫桿菌 Fe2+ Fe3+、 S2O32 - SO42- 2.55.3 氧化鐵桿菌氧化鐵桿菌 Fe2+ Fe3+ 3.5 氧化硫鐵桿菌氧化硫鐵桿菌 S SO42-、

50、Fe2+ Fe3+ 2.8 氧化硫桿菌氧化硫桿菌 S SO42-、 S2O32 - SO42- 2.03.5 聚生硫桿菌聚生硫桿菌 S SO42-、 H2S SO42- 2.04.0 均為硫桿菌屬，都屬于化能自養(yǎng)菌，能在較高溫度和較強(qiáng)酸性環(huán)境中生長(zhǎng)。 化學(xué)反應(yīng)說(shuō)認(rèn)為細(xì)化學(xué)反應(yīng)說(shuō)認(rèn)為細(xì)菌的作用在于生產(chǎn)菌的作用在于生產(chǎn)優(yōu)良浸出劑優(yōu)良浸出劑H2SO4和和Fe2（SO4）3，金，金屬的溶解則是純的屬的溶解則是純的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。附著于礦物表面的附著于礦物表面的細(xì)菌能通過(guò)酶活性細(xì)菌能通過(guò)酶活性直接催化礦物而使直接催化礦物而使礦物氧化分解，并礦物氧化分解，并從中直接得到能源從中直接得到能源和其

51、他礦物營(yíng)養(yǎng)元和其他礦物營(yíng)養(yǎng)元素滿足自身生長(zhǎng)需素滿足自身生長(zhǎng)需要。要。 化學(xué)反應(yīng)說(shuō)認(rèn)為細(xì)菌的作用在于生產(chǎn)優(yōu)良的浸出劑H2SO4和Fe2(SO4)3:2S + 3O2 + 2H2O 2H2SO44FeSO4 + 2H2SO4 + O2 2Fe2(SO4)3 + 2H2O金屬的溶解浸出是純化學(xué)反應(yīng)過(guò)程：Cu2S + Fe2(SO4)3 2FeSO4 + CuSO4 + CuSCuS + Fe2(SO4)3 2FeSO4 + CuSO4 + S氧化硫桿菌氧化鐵硫桿菌 直接作用說(shuō)：細(xì)菌通過(guò)酶活性直接作用礦物表面使礦物氧化分解：Cu2S + H2SO4 + 5/2O2 2CuSO4 + H2O 細(xì)菌 微生

52、物因素：微生物因素：菌種、細(xì)菌適應(yīng)性、培養(yǎng)基的成分及氧菌種、細(xì)菌適應(yīng)性、培養(yǎng)基的成分及氧和碳（氮、磷、能源、氧和二氧化碳）、有害組分和和碳（氮、磷、能源、氧和二氧化碳）、有害組分和抑制組分、鐵離子等抑制組分、鐵離子等 物理因素：物理因素：PHPH值、溫度、氧化還原電位等值、溫度、氧化還原電位等 工藝技術(shù)因素：工藝技術(shù)因素：礦石粒度、礦漿濃度等礦石粒度、礦漿濃度等 其他因素：其他因素：表面活性劑、光照、金屬離子、滲透壓等表面活性劑、光照、金屬離子、滲透壓等 利用細(xì)菌浸出放射性廢渣可以回收核燃料。這些細(xì)菌包括：氧化硫桿菌、氧化鐵桿菌、氧化鐵硫桿菌。浸出過(guò)程：2S + 3O2 + 2H2O 2H2S

53、O42FeS2 + 2H2O + 7O2 2FeSO4 + 2H2SO4 4FeSO4 + 2H2SO4 + O2 2Fe2(SO4)3 + 2H2OUO2 + Fe2(SO4)3 UO2SO4 + 2FeSO43U3O8 + 9H2SO4 + 3/2O2 9UO2SO4 + 9H2O氧化硫桿菌氧化硫桿菌氧化鐵硫桿菌 固體廢棄物的蚯蚓分解處理固體廢棄物的蚯蚓分解處理是根據(jù)蚯蚓在自然生態(tài)系統(tǒng)中具有促進(jìn)有機(jī)是根據(jù)蚯蚓在自然生態(tài)系統(tǒng)中具有促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化的功能而在垃圾發(fā)酵處理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)主要針對(duì)農(nóng)物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化的功能而在垃圾發(fā)酵處理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)主要針對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物、城市有機(jī)生活垃

54、圾和污水廠污泥的生物處理技術(shù)。由于蚯蚓分布業(yè)廢棄物、城市有機(jī)生活垃圾和污水廠污泥的生物處理技術(shù)。由于蚯蚓分布廣、適應(yīng)性強(qiáng)、繁殖快、抗病力強(qiáng)、養(yǎng)殖簡(jiǎn)單，可以大規(guī)模進(jìn)行飼養(yǎng)與野外廣、適應(yīng)性強(qiáng)、繁殖快、抗病力強(qiáng)、養(yǎng)殖簡(jiǎn)單，可以大規(guī)模進(jìn)行飼養(yǎng)與野外自然增殖。因此，利用蚯蚓處理固體廢棄物是一種投資少，見(jiàn)效快，簡(jiǎn)單易自然增殖。因此，利用蚯蚓處理固體廢棄物是一種投資少，見(jiàn)效快，簡(jiǎn)單易行且效益高的工藝方法。行且效益高的工藝方法。 蚯蚓處理固體廢棄物的過(guò)程實(shí)際上是蚯蚓和微生物共同處理的過(guò)程。二蚯蚓處理固體廢棄物的過(guò)程實(shí)際上是蚯蚓和微生物共同處理的過(guò)程。二者構(gòu)成了以蚯蚓為主導(dǎo)的蚯蚓者構(gòu)成了以蚯蚓為主導(dǎo)的蚯蚓微生物

55、處理系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，蚯蚓直接吞微生物處理系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，蚯蚓直接吞食垃圾，經(jīng)消化后，可將垃圾中有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可給態(tài)物質(zhì)，這些物質(zhì)同蚯食垃圾，經(jīng)消化后，可將垃圾中有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可給態(tài)物質(zhì)，這些物質(zhì)同蚯蚓排出的鈣鹽與黏液結(jié)合即形成蚓糞顆粒，蚓糞顆粒是微生物生長(zhǎng)的理想基蚓排出的鈣鹽與黏液結(jié)合即形成蚓糞顆粒，蚓糞顆粒是微生物生長(zhǎng)的理想基質(zhì)。另一方面微生物分解或半分解的有機(jī)物質(zhì)是蚯蚓的優(yōu)質(zhì)食物，二者構(gòu)成質(zhì)。另一方面微生物分解或半分解的有機(jī)物質(zhì)是蚯蚓的優(yōu)質(zhì)食物，二者構(gòu)成了相互依存的關(guān)系，共同促進(jìn)有機(jī)固體廢棄物的分解。了相互依存的關(guān)系，共同促進(jìn)有機(jī)固體廢棄物的分解。 蚯蚓的特性：蚯蚓的特性： 蚯蚓是雜食

56、性動(dòng)物，喜歡吞食腐爛的落葉、枯草、蔬蚯蚓是雜食性動(dòng)物，喜歡吞食腐爛的落葉、枯草、蔬菜碎屑、作物秸稈、畜禽糞及居民的生活垃圾。蚯蚓消化菜碎屑、作物秸稈、畜禽糞及居民的生活垃圾。蚯蚓消化力極強(qiáng)，它的消化道分泌蛋白酶、脂肪分解酶、纖維素酶、力極強(qiáng)，它的消化道分泌蛋白酶、脂肪分解酶、纖維素酶、甲殼酶、淀粉酶等，除金屬、玻璃、塑料、橡膠外，幾乎甲殼酶、淀粉酶等，除金屬、玻璃、塑料、橡膠外，幾乎所有的有機(jī)物質(zhì)都可被它消化。所有的有機(jī)物質(zhì)都可被它消化。 收集垃圾收集垃圾 機(jī)械分選機(jī)械分選 有機(jī)碎塊有機(jī)碎塊 蚯蚓轉(zhuǎn)化蚯蚓轉(zhuǎn)化 放置蚯蚓放置蚯蚓 篩篩 選選 玻玻 璃璃 金金 屬屬 塑塑 料料 紙紙 張張 蚯蚯

57、蚓蚓 蚓蚓 糞糞 待處理料分堆待處理料分堆 垃圾預(yù)處理垃圾預(yù)處理 垃圾分離垃圾分離 收集堆料、最收集堆料、最終產(chǎn)品處理終產(chǎn)品處理 垃圾堆放垃圾堆放 Success factors 蚯蚓處理工藝蚯蚓處理工藝 放置蚯蚓放置蚯蚓 添加有益微生添加有益微生物物 料堆狀況檢查料堆狀況檢查 溫度溫度 30 濕度濕度60%70% 消化徹底、肥效高消化徹底、肥效高 減容效果好減容效果好 過(guò)程安全過(guò)程安全 可獲大量蚯蚓體可獲大量蚯蚓體 1、蚯蚓在垃圾處理中的作用：、蚯蚓在垃圾處理中的作用： 蚯蚓對(duì)垃圾中的有機(jī)物質(zhì)有選擇作用；蚯蚓對(duì)垃圾中的有機(jī)物質(zhì)有選擇作用； 通過(guò)沙囊和消化道，蚯蚓具有研磨和破碎有機(jī)物質(zhì)的功通過(guò)

58、沙囊和消化道，蚯蚓具有研磨和破碎有機(jī)物質(zhì)的功能；能； 垃圾中的有機(jī)物通過(guò)消化道的作用后，以顆粒狀結(jié)構(gòu)排出體垃圾中的有機(jī)物通過(guò)消化道的作用后，以顆粒狀結(jié)構(gòu)排出體外，利于與垃圾中其他物質(zhì)的分離；外，利于與垃圾中其他物質(zhì)的分離； 蚯蚓活動(dòng)改善垃圾中的水氣循環(huán)，同時(shí)也使得垃圾和其中蚯蚓活動(dòng)改善垃圾中的水氣循環(huán)，同時(shí)也使得垃圾和其中的微生物得以運(yùn)動(dòng)；的微生物得以運(yùn)動(dòng)； 蚯蚓本身通過(guò)同化和代謝作用使得垃圾中的有機(jī)物質(zhì)逐步蚯蚓本身通過(guò)同化和代謝作用使得垃圾中的有機(jī)物質(zhì)逐步降解，并釋放出可為植物所利用的降解，并釋放出可為植物所利用的N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素。等營(yíng)養(yǎng)元素。 可以非常方便地對(duì)整個(gè)垃圾處理過(guò)程及其產(chǎn)品進(jìn)

59、行毒理監(jiān)可以非常方便地對(duì)整個(gè)垃圾處理過(guò)程及其產(chǎn)品進(jìn)行毒理監(jiān)察。察。 2、農(nóng)業(yè)廢棄物的蚯蚓處理技術(shù)、農(nóng)業(yè)廢棄物的蚯蚓處理技術(shù) (1)農(nóng)業(yè)廢棄物的種類及性質(zhì)農(nóng)業(yè)廢棄物的種類及性質(zhì) 農(nóng)業(yè)廢棄物主要是指各種農(nóng)作物的秸桿、皮殼、藤蔓、牧農(nóng)業(yè)廢棄物主要是指各種農(nóng)作物的秸桿、皮殼、藤蔓、牧草殘?jiān)?、?shù)葉、花卉殘枝、蔬菜瓜果等。農(nóng)業(yè)廢棄物均屬于碳草殘?jiān)?、?shù)葉、花卉殘枝、蔬菜瓜果等。農(nóng)業(yè)廢棄物均屬于碳水化合物，其主要成分有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、戊聚素水化合物，其主要成分有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、戊聚素等，此外還含有一定量的粗蛋白、粗脂肪等。例如，作物殘?bào)w等，此外還含有一定量的粗蛋白、粗脂肪等。例如，作物殘?bào)w

60、一般含纖維素一般含纖維素30%45%，半纖維素，半纖維素16%27%，木質(zhì)素，木質(zhì)素3%13%。因此，農(nóng)業(yè)廢棄物都能被蚯蚓分解轉(zhuǎn)化，而形。因此，農(nóng)業(yè)廢棄物都能被蚯蚓分解轉(zhuǎn)化，而形成優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。成優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。 (2)農(nóng)業(yè)廢棄物的蚯蚓處理農(nóng)業(yè)廢棄物的蚯蚓處理 農(nóng)業(yè)廢棄物的發(fā)酵腐熟農(nóng)業(yè)廢棄物的發(fā)酵腐熟 a.廢棄物的預(yù)處理廢棄物的預(yù)處理:將雜草樹(shù)葉、稻草、麥秸、玉米秸稈、將雜草樹(shù)葉、稻草、麥秸、玉米秸稈、高粱秸稈等鍘切、粉碎成高粱秸稈等鍘切、粉碎成1厘米左右；蔬菜瓜果、禽畜下腳料要厘米左右；蔬菜瓜果、禽畜下腳料要切剁成小塊，以利于發(fā)酵腐爛。切剁成小塊，以利于發(fā)酵腐爛。 b.發(fā)酵腐熟廢棄物的條件發(fā)酵腐熟廢棄