固體廢物處理與處置好氧堆肥

關于固體廢物處理與處置好氧堆肥第1頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三

固體廢物的生物處理：是指直接或間接利用生物體的機能，對固體廢物的某些組成進行轉(zhuǎn)化以建立降低或消除污染物產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝，或者能夠高效凈化環(huán)境污染，同時又生產(chǎn)有用物質(zhì)的工程技術。第2頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)固體廢物的好氧堆肥處理一、概述（一）堆肥化的定義與分類堆肥化(Composting)是在控制條件下，使來源于生物的有機廢物發(fā)生生物穩(wěn)定作用(Biostablization)的過程。具體講就是依靠自然界廣泛分布的細菌、放線菌、真菌等微生物，在一定的人工條件下，有控制地促進可被生物降解的有機物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學過程，其實質(zhì)是一種發(fā)酵過程。廢物經(jīng)過堆肥化處理，制得的成品叫做堆肥(Compost)。它是一類棕色的、泥炭般的腐殖質(zhì)含量很高的疏松物質(zhì)，故也稱為“腐殖土”。第3頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三分類：根據(jù)堆肥化過程中氧氣的供應情況可以把堆肥化過程分成兩種。

1、好氧堆肥（高溫堆肥）：在通氣條件好，氧氣充足的條件下通過好氧微生物的代謝活動降解有機物。特點：一般在55～60℃時比較好，有時可高達80～90℃，堆制周期短，也稱為高溫堆肥或高溫快速堆肥。2、厭氧堆肥：是在氧氣不足的條件下借助厭氧微生物發(fā)酵堆肥。特點：堆制溫度低，工藝較簡單，成品堆肥中氮素保留比較多，但堆制周期過長，需3～12個月，異味濃烈，分解不夠充分。第4頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三（二）堆肥技術的發(fā)展歷史

（三）堆肥產(chǎn)品的用途

1、改善土壤的物理性能

2、肥料的養(yǎng)分比較全面

3、肥效期長

4、微生物的作用強

5、但堆肥與化肥相比，堆肥的肥效較低，且體積大，運輸和施用不方便。

第5頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三合成(同化作用)氧化堆肥有機物(含C、H、O、N、S、P)，氧，微生物細胞物質(zhì)(微生物繁殖)CO2，H2O，NH3

，PO42-，SO42-能量隨水或氣體排入環(huán)境釋放能量轉(zhuǎn)化為熱供生物合成用(異化作用)+腐殖物質(zhì)+二、好氧堆肥原理1、好氧堆肥過程堆肥有機物分解過程圖第6頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三

堆制初期，15～45℃，嗜溫性微生物利用堆肥中可溶性有機物進行旺盛繁殖。溫度不斷上升，此階段以中溫、需氧型微生物為主，一些無芽孢細菌，真菌和放線菌。在目前的堆肥化設備中，此階段一般在12小時以內(nèi)。（1）升溫階段（潛伏階段、馴化階段）

（2）中溫階段（產(chǎn)熱或起始階段）

第7頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三

45℃以上，嗜熱性微生物為主，復雜的有機物如半纖維素、纖維素和蛋白質(zhì)等開始被強烈分解。50℃左右主要是嗜熱性真菌和放線菌；

60℃時，幾乎僅為嗜熱性放線菌和細菌在活動；

70℃以上大多數(shù)嗜熱性微生物不適應，大批死亡、休眠。大多數(shù)微生物在45～65℃范圍內(nèi)最活躍，所以最佳溫度一般為55℃，最易分解有機物，病原菌和寄生蟲大多數(shù)可被殺死。（3）高溫階段第8頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三微生物活性示意圖1.微生物活性

2.O2利用率0時間對數(shù)增長期減速增長期內(nèi)源呼吸期微生物在高溫階段的生長過程細分為：對數(shù)生長期、減速生長期和內(nèi)源呼吸期。此后，堆積層內(nèi)開始發(fā)生腐殖質(zhì)的形成過程。第9頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三

在內(nèi)源呼吸后期，只剩下部分較難分解的有機物和新形成的腐殖質(zhì)，此時微生物的活性下降，發(fā)熱量減少，溫度下降。嗜溫性微生物又占優(yōu)勢，腐殖質(zhì)不斷增多且穩(wěn)定化，堆肥進入腐熟階段，需氧量和含水量降低。

降溫后，需氧量大大減少，含水率也降低。堆肥物孔隙增大，氧擴散能力增強，此時只須自然通風，最終使堆肥穩(wěn)定，完成堆肥過程。（4）腐熟階段(降溫階段)

第10頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三2、好氧堆肥化反應機理①有機物的氧化

不含氮的有機物（CxHyOz）

CxHyOz+(x+1/4y-1/2z)O2→xCO2+1/2yH2O+能量

含氮的有機物(CsHtNuOv?aH2O)

CsHtNuOv?aH2O+bO2→CwHxNyOz?cH2O(堆肥)+dH2O(氣)+eH2O(液)+fCO2+gNH3+能量由于氧化分解減量化所以堆肥成品(CwHxNyOz?cH2O)與堆肥原料(CsHtNuOv?aH2O)之比為0.3~0.5。通常可取如下數(shù)值范圍：w=5~10，x=7~17，y=1，z=2~8。第11頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三②細胞質(zhì)的合成（包括有機物的氧化以NH3為氮源）。

n(CxHyOz)+NH3+(nx+ny/4-nz/2-5)O2→C5H7NO2(細胞質(zhì))+(nx-5)CO2+1/2(ny-4)H2O+能量③細胞質(zhì)的氧化

C5H7NO2(細胞質(zhì))+5O2→5CO2+2H2O+NH3+能量

第12頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三好氧堆肥化能提供殺滅病原體所需要的熱量，（病原體）細胞的熱死主要是由于酶的熱滅活所致。其依據(jù)的理論主要是熱滅活理論。熱滅活有關理論指出：

(1)溫度超過一定范圍時，以活性型存在的酶將明顯降低，大部分將呈變性(滅活)型。細胞會失去功能而死亡。(2)熱滅活作用是溫度與時間兩者的函數(shù)，即經(jīng)歷高溫短時間或者低溫長時間同樣有效。(3)在低溫下，滅活是可逆的；而在高溫下，則是不可逆的。實際因素會限制熱滅活效率，所以實際操作時，堆肥無害化溫度—時間條件要比理論上更高一些。即在較高的溫度維持較長時間，才能達到無害化要求。3、堆肥無害化的機理——熱滅活理論第13頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三(1)來源和作用：有機廢物里面固有的；人工加入的特殊菌種。在一定條件下對某些有機物廢物具有較強的分解能力，活性強、繁殖快、分解力強，能加速反應進程，縮短反應時間。(2)種類：①細菌：形體最小、數(shù)量最多，分解大部分的有機物并產(chǎn)生熱量；②放線菌：分解纖維素、木質(zhì)素、角質(zhì)素和蛋白質(zhì)等復雜有機物，散發(fā)泥土氣息，如樹皮報紙等硬物；③真菌：在堆肥后期與細菌競爭食物，更耐低溫，部分真菌需氮比細菌低，能夠分解木質(zhì)素，細菌則不能；④微型生物：如輪蟲、線蟲、跳蟲、潮蟲、甲蟲和蚯蚓，在堆肥中移動和吞食，消納部分有機廢物，增大表面積，并促進微生物的生命活動。4、堆肥微生物第14頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三5、影響堆肥化的因素（1）化學因素①C/N和C/P比:初始物料的C/N比在30:1較好，最佳為25:1~35:1;C/P比在75~150為宜。為保證成品肥料中的C/N比為10～20:1，初始原料的一般C/N比都高于最佳值，多為35:1。②氧濃度:適宜的氧濃度為18%,最低不應小于8%。③營養(yǎng)元素:足夠的K和微量元素對于微生物的新陳代謝是必須的，一般它們不是限制條件。④pH值:堆肥微生物最佳的pH=7.5~8.5。（2）物理因素①溫度:一般認為最佳溫度在50℃~65℃之間。②顆粒尺寸:適宜的粒徑范圍是12~60mm。紙張、紙版最佳粒經(jīng)為3.8~5.0cm；材質(zhì)比較堅硬的廢物最佳粒經(jīng)為0.5~1.0cm。③含水率:堆肥原料的最佳含水率通常是在50%~60%。④有機物含量：堆料最合適的有機物含量為20％～80％。第15頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三三、堆肥的基本工藝1、前處理以城市生活垃圾為堆肥原料時,包括破碎、分選、篩分等工序；以家畜糞便、污泥等為堆肥原料時，主要任務是調(diào)整水分和碳氮比，或者添加菌種和酶制劑，以促進發(fā)酵過程正?；蚩焖龠M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調(diào)理劑和膨脹劑。2、主發(fā)酵（一次發(fā)酵）將堆肥化物料溫度升高到開始降低為止的階段，稱為主發(fā)酵階段（或主發(fā)酵期）。堆肥過程的中溫階段和高溫階段，時間約4～12天。第16頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三3、后發(fā)酵（二次發(fā)酵）將主發(fā)酵尚未分解的易分解和較難分解的有機物進一步分解，使之變成腐殖酸、氨基酸等較穩(wěn)定的有機物，得到完全成熟的堆肥制品。也稱為熟化階段，堆肥過程的腐熟階段，發(fā)酵時間通常在20～30天以上。4、后處理分選以去除雜物，并根據(jù)需要再破碎。5、脫臭化學除臭劑除臭、堿水和水溶液過濾、熟堆肥或活性炭、沸石等吸附劑過濾。例：土壤過濾器。6、貯存堆肥一般在春秋兩季使用，夏冬兩季生產(chǎn)的堆肥只能貯存，所以要建立可貯存6個月生產(chǎn)量的庫房。貯存方式可直接堆存在二次發(fā)酵倉中或袋裝，要求干燥而透氣。第17頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三四、堆肥系統(tǒng)及主要技術環(huán)節(jié)

不同堆肥技術的主要區(qū)別在于維持堆體物料均勻及通氣條件所使用的技術手段的不同。堆肥化系統(tǒng)有多種分類方法。按堆制方式可分為間歇堆積法和連續(xù)堆積法；按需氧程度分為有好氧堆肥和厭氧堆肥；按溫度分為有中溫堆肥和高溫堆肥；按技術分為有露天堆肥（野積式堆肥）和機械密封堆肥（工廠化機械堆肥）；按原料發(fā)酵所處狀態(tài)分為靜態(tài)發(fā)酵法和動態(tài)發(fā)酵法。第18頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三系統(tǒng)固體流向供氣方式或反應器類型反應器床層、形狀或固體流態(tài)開放式系統(tǒng)攪拌固體床（條垛式）自然通風式強制通風式靜態(tài)固體床強制通風靜態(tài)垛式自然通風式反應器系統(tǒng)垂直固體流攪拌固體床多床式多層式筒倉式反應器氣固逆流式氣固錯流式水平和傾斜固體流滾動固體床（轉(zhuǎn)筒或轉(zhuǎn)鼓）分散流式蜂窩式完全混合式攪拌固體床（攪拌箱或開放槽）圓形長方形靜態(tài)固體床（管狀）推進式輸送帶式靜止式（堆肥箱）第19頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三1、條垛式系統(tǒng)

將堆肥物料以條垛式條堆狀堆置，在好氧條件下進行發(fā)酵。垛的斷面可以是梯形、不規(guī)則四邊形或三角形。條垛式堆肥的特點是通過定期翻堆來實現(xiàn)堆體中的有氧狀態(tài)。條垛式堆肥一次發(fā)酵周期為1～3個月。該堆肥過程由預處理、建堆、翻堆和儲存4個工序組成。主要技術環(huán)節(jié)有以下幾點：

這里主要介紹常用的條垛式、強制通風靜態(tài)垛系統(tǒng)和重要的反應器系統(tǒng)的主要技術環(huán)節(jié)。第20頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三（1）場地

①空間：應足夠大。

②場地表面：必須堅固和有坡度。當采用堅硬的材料(如道路瀝青和混凝土)時，場地表面坡度不小于1%；當采用不夠堅硬的材料(如礫石和爐渣)時，其坡度應不小于2%。

③滲濾液收集和排除系統(tǒng)：至少包括排水溝和貯水池。面積大于20,000m2的場地或雨量多的地區(qū)都必須建貯水池，用以收集堆肥滲濾液和雨水。

④其它設施：屋頂、擋風墻。第21頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三（2）建堆①建堆方法：無添加物，直接建堆；有添加物，根據(jù)摻入和混合方式有：采用一層垃圾一層添加物的方法建堆，其混合靠翻堆來完成；垃圾和添加物從公共出口排出，邊混合邊建堆。②建堆的形狀：主要取決于氣候條件和翻堆設備的類型，圓錐形或采用平頂長堆。③建堆的尺寸：條剁系統(tǒng)適宜規(guī)模參數(shù)為：底寬2～6m，高1～3m，長度不限，最常見的尺寸為底寬3～5m，高2～3m，其斷面大多為三角形。最佳尺寸根據(jù)氣候條件、翻堆使用設備、堆肥原料的性質(zhì)而定。第22頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三（3）翻堆①翻堆方式：人工或機械方法進行物料的翻轉(zhuǎn)和重堆。②翻堆次數(shù)：取決于堆體中的耗氧量，在初期應高于后期；并根據(jù)腐熟程度、翻堆設備類型、防臭味產(chǎn)生、占地空間的需求及經(jīng)濟因素等變化；有時通過翻堆來促進水分蒸發(fā)和物料松散。設計和配置翻堆設備時，應保證一天一次的翻堆能力。③翻堆設備：最初是推土機（攤開和重堆）和裝載機（裝入料斗，在行進中傾倒下來），因使物料受到一定程度的壓實而被逐漸淘汰。目前，國外常用的是帶齒滾筒翻堆設備，通過帶齒滾筒就地攪混完成物料翻堆，或在翻轉(zhuǎn)、攪混物料的同時將物料移至附近重堆。第23頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三（4）優(yōu)缺點優(yōu)點：所需設備簡單，投資相對較低；翻堆使堆肥易于干燥，填充劑易于篩分和回用；產(chǎn)品的穩(wěn)定性相對較好。缺點：占地面積大；堆腐周期長；需要大量的翻堆機械和人力；需要更頻繁的監(jiān)測，才能保證通氣和溫度要求；翻堆會造成臭味的散發(fā)，影響周圍環(huán)境；運行操作受氣候影響大，雨季會破壞堆體結(jié)構，冬季則使堆體熱量大量散失、溫度降低。第24頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三2、強制通風靜態(tài)垛系統(tǒng)（1）在條垛式堆肥系統(tǒng)上增加通風系統(tǒng)，就成為強制通風靜態(tài)垛系統(tǒng)。它能更有效地確保高溫和病原菌滅活。（2）場地：場地的表面應結(jié)實、能迅速排走積水和滲濾液。第25頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三（3）通風系統(tǒng)：包括鼓風機和通風管路。①通風管路：固定式通風系統(tǒng)的管路放于水泥溝槽中或平鋪在水泥地面上，上鋪木屑、刨花等空隙率較大的填充料，以便均勻布氣；或完全靠水泥溝槽充當通風管路。移動式通風系統(tǒng)主要由簡單的管道直接放在地面上構成，成本低，設計靈活，易于調(diào)整。②通風方式：正壓鼓風機或負壓抽氣，也可用二者組成的混合通風。③通風的控制方式：一般常用溫度或時間控制。在堆體中安裝溫度反饋系統(tǒng)，堆體內(nèi)部溫度超過60℃時，鼓風機自動開始工作，排出堆料熱量和水蒸汽，使堆體冷卻下來。也可每隔15min~20min(具體時間根據(jù)實際情況確定)通風供氧。第26頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三（3）堆肥物料的特性①形狀：物料呈粒狀，松散狀；②尺寸：應均勻，一般為1.25cm左右；③含水率：物料含水率應控制在55%左右，以避免物料空隙容積減少甚至壓實。（4）優(yōu)缺點設備投資相對較低；與條跺式堆肥系統(tǒng)相比，溫度及通風條件得到更好的控制；堆腐時間相對較短，一般為2~3周；產(chǎn)品穩(wěn)定性好，能更有效的殺滅病原菌及控制臭味；占地也較少；受寒冷氣候的影響較小。第27頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三反應器堆肥系統(tǒng)是使堆肥物料在部分或全部密閉的反應器即發(fā)酵裝置(如發(fā)酵倉、發(fā)酵塔等)內(nèi)，控制通風和水分條件，使物料進行生物降解和轉(zhuǎn)化，也稱發(fā)酵倉系統(tǒng)。特點：在一個或幾個容器內(nèi)進行，機械化和自動化程度較高。堆肥基本步驟與其他兩類系統(tǒng)相同。3、反應器系統(tǒng)第28頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三（1）主要類型

①立式發(fā)酵塔：由多層平面構成。進料口在反應器的上部，物料先進入第一層，然后一層層被向下推移。在各層之間可以有不同的時間停留，通過攪拌使堆料均勻，最后堆料進入最底層，從出料口運走。整個堆腐過程中進料和出料是連續(xù)的。通氣管道位于反應器的下部，由許多支管組成，外連鼓風機。在反應器的上部設有一廢氣口，產(chǎn)生的臭氣可以統(tǒng)一收集處理。第29頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三常見的立式發(fā)酵塔結(jié)構示意圖第30頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三②包裹倉式

混勻的物料從發(fā)酵倉頂部進入并充滿反應器，占據(jù)整個發(fā)酵倉。具有分支管路的通氣管道在發(fā)酵倉底部，廢氣由反應器上部的廢氣管道排出，出口略低于混合物的上表面，通過抽氣的方式把廢氣收集處理。進料和出料可以是間歇的或連續(xù)式的。產(chǎn)品由反應器的下部出口運走，物料在反應器的移動以推流式方式進行。第31頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三③旋轉(zhuǎn)倉式根據(jù)物料在反應器內(nèi)的移動方式又分為：a、推流式：物料從倉體的進料口進入，沿倉體移動到反應器末端的出料口，物料通過發(fā)酵倉的旋轉(zhuǎn)翻滾而達到混合?？諝饪梢圆捎谜龎汉拓搲悍绞酵ㄟ^流程中的一系列噴口進行分配，通過對溫度的監(jiān)測來調(diào)節(jié)堆肥過程中的通氣量。這是迄今為止最普遍被采用的發(fā)酵倉系統(tǒng)。b、分割式：沿物料流動方向，反應器被分為一個個小室，在不同的室內(nèi)，物料可以進行不同時間、不同堆腐條件的堆腐，物料從一室移入另一個室，最后進入出料口被移走。物料的移動通過一條條傳送帶進行。在每個小室中，物料通過旋轉(zhuǎn)破碎機械設備而破碎混合。第32頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第33頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三（2）反應器系統(tǒng)的優(yōu)缺點優(yōu)點：設備占地面積?。荒苓M行很好的過程控制；堆肥過程不受氣候條件的影響；可對廢氣進行統(tǒng)一收集處理，防止環(huán)境的二次污染；可對熱量進行回收利用。缺點：堆肥的投資和運行、維護費用很高；堆肥周期較短，堆肥產(chǎn)品會有潛在的不穩(wěn)定性，堆肥的后熟期相對延長；由于機械化程度高，一旦設備出現(xiàn)問題，堆肥過程即受影響。第34頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三五、堆肥的過程控制1、關于堆肥中的有機物問題（1）有機物含量：最適為20%~80%，過低產(chǎn)熱不足，過高則供氧不足。（2）調(diào)整堆肥原料的有機物組分的方法①對堆肥原料進行預處理，將有機物含量提高至50%以上(含污泥的堆料的揮發(fā)性固體含量應大于50%)。②發(fā)酵前在堆肥原料中摻入一定比例的稀糞、城市污水、污泥、畜糞等。城市垃圾→糞稀，農(nóng)業(yè)秸稈→畜禽，城市污泥→草炭或鋸末。③城市生活垃圾和污泥混合堆肥。通常污泥作調(diào)理劑，一般原污泥中含有較高的揮發(fā)性物質(zhì)（指單位干重固體在馬福爐中550℃灼燒損失的部分），直接堆肥較好。

第35頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三2、堆肥過程的C/N比控制

作用：保證成品堆肥中一定的碳氮比(一般為10～20:1)和堆肥中使分解速度有序地進行。

（1）適宜的C/N比范圍：25~35:1時發(fā)酵過程最快。過低(＜20:1)，微生物的繁殖會因能量不足受到抑制，導致分解緩慢且不徹底；另外，由于可供消耗的碳素少，氮素相對過剩，將變成氨氣揮發(fā)，降低肥效。過高(＞40:1)，則堆肥施入土壤后，將會發(fā)生奪取土壤中氮素的現(xiàn)象，產(chǎn)生“氮饑餓”狀態(tài)，對作物生長產(chǎn)生不良影響。

（2）堆肥原料C/N比調(diào)整的方法：（3）堆肥中全氮、全碳的測定方法全氮的測定用凱氏法，全碳用重鉻酸鉀法。第36頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三（1）堆肥中水分的作用：溶解有機物，參與微生物的新陳代謝；調(diào)解堆肥溫度。（2）水分的調(diào)整方法：最佳含水率為50~60%(按質(zhì)量計)。水分過多，易造成厭氧狀態(tài)，并會產(chǎn)生滲濾液的處理問題。水分低于40％時，微生物活性降低，堆肥溫度隨之下降。條垛式系統(tǒng)和反應器系統(tǒng)，≤65%；強制通風靜態(tài)垛系統(tǒng)，≤

60%。所有系統(tǒng)水分均應≥

40%。水分較低時，可加水或含水率高的添加劑；過高時，則可攤開晾干或添加松散吸水物。（3）測定水分的方法

105℃±5℃下，2~6h，測定物料的失重。3、堆肥過程的水分（含水率）控制第37頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三4、堆肥過程的溫度控制

溫升是微生物活動劇烈程度的最好參數(shù)。（1）溫度的作用：①影響微生物的生長，高溫菌的理想溫度為50~65℃，堆肥的最佳溫度為55~60℃；②無害化的要求：反應器和強制通風靜態(tài)垛系統(tǒng)，堆體內(nèi)部溫度大于55℃的時間必須達3天；對于條垛系統(tǒng)，堆體內(nèi)部溫度大于55℃的時間至少為15天。（2）控制方法：溫度-供氣反饋系統(tǒng)；定期翻堆。第38頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三（1）通風的作用：供氧；調(diào)溫；去水分。（2）通風供氧方式：自然擴散；翻堆；強制通風；翻堆和強制通風結(jié)合的方式；被動通風（3）控制方式：①理論方式：時間控制；溫度反饋控制(靜態(tài)垛60℃)；O2和CO2含量反饋控制(反應器堆料O2體積分數(shù)為15%~20%)。②實際運行時的評價方法：排氣中O2和CO2含量控制。最佳排氣O2濃度為14%~17%；CO2的體積濃度應為3%~6%。5、通風的過程控制第39頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三一般pH值在7.5~8.5時，可獲得最大堆肥速率。最終的堆肥產(chǎn)品pH值基本在7.5左右?？赏ㄟ^添加中和劑如石灰、磷酸鹽、鉀鹽等來改變pH值。但通常堆肥可通過自身調(diào)節(jié)，如無特殊情況，一般不必調(diào)整pH值。若pH值降低，可通過逐步增強通風來補救。6、堆肥過程的pH值控制第40頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三六、堆肥的質(zhì)量控制指標

1、發(fā)酵周期與堆肥腐熟度的概念（1）發(fā)酵周期指固體廢物經(jīng)好氧發(fā)酵過程由原材料成為穩(wěn)定無害的堆肥產(chǎn)品所需要的時間。堆肥發(fā)酵周期的長短是評價堆肥工藝好壞的一個重要指標。碳氮比、通風量、溫度和水分等是否處于最佳條件均能使發(fā)酵周期受到直接影響。傳統(tǒng)的靜態(tài)堆肥法，依靠自然通風和翻堆來實現(xiàn)好氧堆肥的全過程，因此，發(fā)酵周期需時2~3個月，有時甚至長達半年。而目前一些高效快速動態(tài)堆肥技術，可使堆肥發(fā)酵周期控制在7d以內(nèi)，有的一次發(fā)酵時間僅需2~3d。第41頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三堆肥腐熟度是指成品堆肥的穩(wěn)定程度。在工程上，它是衡量堆肥反應完成的信號，在農(nóng)業(yè)上，它是堆肥質(zhì)量的指標。腐熟度的基本含義是：（1）通過微生物的作用，堆肥的產(chǎn)品要達到穩(wěn)定化、無害化，亦即不對環(huán)境產(chǎn)生不良影響；（2）堆肥產(chǎn)品的使用不影響作物的成長和土壤耕作能力。（2）堆肥腐熟度第42頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三2、評估成熟堆肥的常用方法、指標和參數(shù)方法參數(shù)或項目表觀鑒別法1.溫度；2.顏色；3.氣味；4.質(zhì)地化學方法碳氮比（C/N）；氮化合物（總氮、NH4-N、NO3-N、NO2-N）；3.陽離子交換量（CEC）4.有機化合物（水溶性或可浸提有機碳、還原糖、脂類等化合物、纖維素、半纖維素、淀粉等）5.腐殖質(zhì)（腐殖質(zhì)指數(shù)、腐殖質(zhì)總量和功能基團）生物活性法1.耗氧速率；2.微生物種群和數(shù)量；3.酶學分析；植物毒性分析法1、種子發(fā)芽2、植物生物量衛(wèi)生學檢測致病微生物指標等第43頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三（1）表觀鑒別法（物理）①溫度：與環(huán)境溫度趨于一致，不再有明顯變化②氣味：具有潮濕泥土的氣味。③顏色：黑褐色或黑色。④質(zhì)地：質(zhì)地疏松，手捏之成團，松之即散；草莖樹葉之類用手一拉即斷。（2）化學方法①碳氮比a、堆肥的固相C/N值從初始的25~30:1降低到15~20:1以下。b、T=(終點C/N)/(初始C/N)<0.6。(有研究者認為，腐熟的堆肥理論上應趨向與微生物菌體的C/N，即16左右。但對一些原料，如污泥，其本身的C/N就不足15:1。所以，固相C/N就不適宜作評價腐熟度的參數(shù)，建議采用T=(終點C/N)/(初始C/N)來評價腐熟度，認為當T值小于0.6時堆肥達腐熟。)第44頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三②氮化合物隨著堆肥化過程進行，氨態(tài)氮(NH4-N)↓和硝態(tài)氮(NO3-N)↑，完全腐熟的堆肥，氮基本上以硝酸鹽形式存在，未腐熟的堆肥則含氨，而基本不含硝酸鹽。目前尚未得出一個具體指標，只能相對比較。③陽離子交換量(CEC)陽離子交換量(CEC)能反應有機質(zhì)的降低程度，是堆肥的腐殖化程度及新形成的有機質(zhì)的重要指標，可作為評價腐熟度的參數(shù)。對城市垃圾堆肥，建議CEC>60mmol/100g樣品時，作為堆肥腐熟的指標。第45頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三④有機化合物在堆肥過程中，糖類首先消失，接著是淀粉，最后是纖維素。纖維素、半纖維素、脂類等經(jīng)過成功的堆肥過程，可降解50％~80％，蔗糖和淀粉的利用接近100％。一般認為，淀粉的消失是堆肥腐熟的標志，且它可用淀粉點狀檢測器來檢測。但是，堆肥物料中淀粉的存在并不多，被檢測的也只是物料中可腐爛物質(zhì)的一部分。所以完全腐熟的、穩(wěn)定的堆肥產(chǎn)品，以檢不出淀粉為基本條件，但是檢不出淀粉并不一定表示堆肥已腐熟。第46頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三⑤腐殖質(zhì)用NaOH提取的腐殖質(zhì)(HS)可分為胡敏酸(HA)、富里酸(FA)及未腐殖化的組分(NHF)。堆肥開始時一般含有較高的非腐殖質(zhì)成分及FA，較低的HA，隨著堆肥過程的進行，F(xiàn)A保持不變或稍有減少，而HA大量產(chǎn)生，成為腐殖質(zhì)的主要部分。一些腐殖質(zhì)參數(shù)相繼被提出，如腐殖化指數(shù)(HI)：HI=HA/FA；腐殖化率(HR)：HR=HA/(FA+NHF)

。當HI值達到3，HR達到1.35時堆肥已腐熟。第47頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三（3）生物學方法①耗氧速率

腐熟堆肥的耗氧速率基本穩(wěn)定在(0.03～0.5)mgO2/gVS·h的范圍。②

酶學分析在堆肥過程中，多種氧化還原酶和水解酶與C、N、P等基礎物質(zhì)代謝密切相關，所以通過分析相關酶的活力，可間接反映微生物的代謝活性和酶特定底物的變化情況。第48頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三③微生物的數(shù)量及種群初期的中溫階段，主要是蛋白質(zhì)分解細菌，產(chǎn)氨細菌數(shù)量迅速增加；高溫期及降溫期分解纖維素的細菌和真菌最多；降溫期，硝化細菌活動最旺盛，直到堆肥最后仍存在；堆肥腐熟期主要以放線菌為主。所以在整個堆肥過程中微生物種群的演替可很好地指示堆肥的腐熟程度。常采用生物量測定的方法。第49頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三①種子發(fā)芽可用發(fā)芽指數(shù)GI（germinationindex）來評價堆肥的腐熟程度：GI(％)=(堆肥處理的種子發(fā)芽率×種子根長)/(對照的種子發(fā)芽率×種子根長)×100當GI>50%時認為堆肥基本腐熟并達到了可接受的程度；當GI達到80%~85%時，堆肥完全腐熟。②植物生物量堆肥有明顯地促進植物生長的作用，可以測定一些農(nóng)作物的生物量來測試堆肥的腐熟度。包括黑麥草、黃瓜、大白菜、胡蘿卜、向日葵、番茄和萵苣等都曾做過測試。（4）植物毒性分析法第50頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三②植物生物量堆肥有明顯地促進植物生長的作用，可以測定一些農(nóng)作物的生物量來測試堆肥的腐熟度。包括黑麥草、黃瓜