農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)

1、農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用 資源學(xué)院資源學(xué)院 一、農(nóng)業(yè)廢棄物的概念、特點及種類一、農(nóng)業(yè)廢棄物的概念、特點及種類 概概 念念 農(nóng)業(yè)廢棄物是指在整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中被丟棄的有機(jī)類物質(zhì)，農(nóng)業(yè)廢棄物是指在整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中被丟棄的有機(jī)類物質(zhì)，主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中生產(chǎn)的植物殘余類廢棄物、動物類殘主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中生產(chǎn)的植物殘余類廢棄物、動物類殘余廢棄物、加工類殘余廢棄物以及農(nóng)村城鎮(zhèn)生活垃圾等。余廢棄物、加工類殘余廢棄物以及農(nóng)村城鎮(zhèn)生活垃圾等。通通常我們所說的農(nóng)業(yè)廢棄物主要是指常我們所說的農(nóng)業(yè)廢棄物主要是指農(nóng)業(yè)作物秸稈農(nóng)業(yè)作物秸稈和和畜畜禽糞便禽糞便。特點特點1）在元素組成上：）在元素組

2、成上：C、O、H三元素的含量高達(dá)三元素的含量高達(dá)65 %90%外，還含有豐富的外，還含有豐富的N、P、K、Ca 、Mg、S 等多種微量元等多種微量元素。素。2）化學(xué)組成上：（）化學(xué)組成上：（1）是）是天然高分子聚合物及其混合物天然高分子聚合物及其混合物，如，如纖維素、半纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、天然橡膠、果膠和木纖維素、半纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、天然橡膠、果膠和木質(zhì)素等；（質(zhì)素等；（2）是）是天然小分子化合物天然小分子化合物，如生物堿、氨基酸、，如生物堿、氨基酸、單糖、抗生素、脂肪、脂肪釀、激素、黃酮素、酮類、甾單糖、抗生素、脂肪、脂肪釀、激素、黃酮素、酮類、甾體化合物、萜烯類和各種碳?xì)浠衔铩ｓw化

3、合物、萜烯類和各種碳?xì)浠衔铩?）物理性質(zhì)上：具有表面密度小、韌性大、抗拉、抗彎、抗）物理性質(zhì)上：具有表面密度小、韌性大、抗拉、抗彎、抗沖擊能力強(qiáng)的特點。沖擊能力強(qiáng)的特點。種類種類1）第）第1性生產(chǎn)廢棄物，主要是指農(nóng)田和果園殘留物，如作性生產(chǎn)廢棄物，主要是指農(nóng)田和果園殘留物，如作物的秸稈或果樹的枝條、雜草、落葉、果實外殼等。物的秸稈或果樹的枝條、雜草、落葉、果實外殼等。2）第）第2性生產(chǎn)廢棄物，主要是指畜禽糞便和欄圈墊物等。性生產(chǎn)廢棄物，主要是指畜禽糞便和欄圈墊物等。 3）第）第3性生產(chǎn)廢棄物，主要指農(nóng)副產(chǎn)品加工后的剩余物。性生產(chǎn)廢棄物，主要指農(nóng)副產(chǎn)品加工后的剩余物。4）第）第4性生產(chǎn)廢棄物，

4、主要指農(nóng)村居民生活廢棄物性生產(chǎn)廢棄物，主要指農(nóng)村居民生活廢棄物,包括人包括人糞尿及生活垃圾。糞尿及生活垃圾。1、獲取能量、獲取能量1.1農(nóng)業(yè)廢棄物制沼氣。據(jù)研究表明，農(nóng)作物秸稈、蔬菜瓜果農(nóng)業(yè)廢棄物制沼氣。據(jù)研究表明，農(nóng)作物秸稈、蔬菜瓜果的廢棄物和畜禽糞便都是制沼氣最好的原料。據(jù)測算，每的廢棄物和畜禽糞便都是制沼氣最好的原料。據(jù)測算，每千克秸稈可制氣千克秸稈可制氣2.2 m3，每噸秸稈可替代，每噸秸稈可替代0.7t煤炭。煤炭。1.2農(nóng)業(yè)廢棄物氣化。利用生物質(zhì)熱能氣化原理，由氣化反應(yīng)農(nóng)業(yè)廢棄物氣化。利用生物質(zhì)熱能氣化原理，由氣化反應(yīng)器將可燃燒物質(zhì)經(jīng)過干燥熱解氣化和還原等過程，變成可器將可燃燒物質(zhì)經(jīng)

5、過干燥熱解氣化和還原等過程，變成可燃?xì)怏w，最終輸送到各個用戶。燃?xì)怏w，最終輸送到各個用戶。二、農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用途徑二、農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用途徑1.3農(nóng)業(yè)廢棄物液化。將能量密度較低的廢棄物轉(zhuǎn)化成密度高、農(nóng)業(yè)廢棄物液化。將能量密度較低的廢棄物轉(zhuǎn)化成密度高、品位高的液體燃料是合理利用生物質(zhì)能的有效途徑，也是品位高的液體燃料是合理利用生物質(zhì)能的有效途徑，也是21世紀(jì)最有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)之一。由生物質(zhì)制成的液體燃世紀(jì)最有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)之一。由生物質(zhì)制成的液體燃料叫生物燃料。生物燃料主要包括生物酒精、生物甲醇、料叫生物燃料。生物燃料主要包括生物酒精、生物甲醇、生物柴油和生物油。生物柴油和生物油。1.4農(nóng)

6、業(yè)廢棄物固化。將秸稈、稻殼、鋸末、木屑等有機(jī)廢棄農(nóng)業(yè)廢棄物固化。將秸稈、稻殼、鋸末、木屑等有機(jī)廢棄物，用機(jī)械加壓、加熱等原理，將原來松散、無定型、低物，用機(jī)械加壓、加熱等原理，將原來松散、無定型、低發(fā)熱量的生物質(zhì)原料壓制成具有一定形狀、密度較高發(fā)熱量的生物質(zhì)原料壓制成具有一定形狀、密度較高(1.11.4 t/m3)的固體成型燃料的固體成型燃料,其功效相當(dāng)于中質(zhì)煤其功效相當(dāng)于中質(zhì)煤,但沒有煤所但沒有煤所固有的含硫量大、灰分高、污染環(huán)境等缺點。固有的含硫量大、灰分高、污染環(huán)境等缺點。1.5直接作燃料直接作燃料2、制作堆肥、制作堆肥2.1堆肥堆肥2.2 液體肥料。農(nóng)業(yè)廢棄物液體肥料。農(nóng)業(yè)廢棄物(廢渣

7、、雜草、廢菜葉、瓜果皮等廢渣、雜草、廢菜葉、瓜果皮等)做成堆肥后，其液體汁液經(jīng)安全處理后可制成液體肥料。做成堆肥后，其液體汁液經(jīng)安全處理后可制成液體肥料。2.3 有機(jī)生物肥有機(jī)生物肥2.4 有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥3、生產(chǎn)飼料、生產(chǎn)飼料3.1 氨化飼料。利用堿尿素等含氨物質(zhì)經(jīng)過與秸稈混合發(fā)生變氨化飼料。利用堿尿素等含氨物質(zhì)經(jīng)過與秸稈混合發(fā)生變化，使秸稈中的纖維素、木質(zhì)素細(xì)胞壁膨脹疏松，便于牲化，使秸稈中的纖維素、木質(zhì)素細(xì)胞壁膨脹疏松，便于牲畜消化吸收。畜消化吸收。3.2 青儲飼料。能有效保持作物莖桿的青綠狀態(tài)，提高適口性。青儲飼料。能有效保持作物莖桿的青綠狀態(tài)，提高適口性。3.3 生化蛋白

8、飼料。利用微生物培養(yǎng)基、酵母真菌、氨基酸、生化蛋白飼料。利用微生物培養(yǎng)基、酵母真菌、氨基酸、酶制劑等生物和礦物質(zhì)使作物飼料轉(zhuǎn)化成蛋白飼料，比普酶制劑等生物和礦物質(zhì)使作物飼料轉(zhuǎn)化成蛋白飼料，比普通飼料營養(yǎng)價值更高。如秸稈通過制作劑的作用，轉(zhuǎn)化為通飼料營養(yǎng)價值更高。如秸稈通過制作劑的作用，轉(zhuǎn)化為富含低分子碳水化合物、游離氨基酸、大量菌體蛋白和部富含低分子碳水化合物、游離氨基酸、大量菌體蛋白和部分維生素的高效生化蛋白飼料。分維生素的高效生化蛋白飼料。 3.4 醣化飼料。人工造就近似于牛前胃的生理環(huán)境，通過有益醣化飼料。人工造就近似于牛前胃的生理環(huán)境，通過有益微生物發(fā)酵使秸稈的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素

9、等成分轉(zhuǎn)微生物發(fā)酵使秸稈的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等成分轉(zhuǎn)化為糖類化為糖類,增加粗蛋白增加粗蛋白7 %13 %、18種氨基酸種氨基酸4%8%及及各種維生素，從而使低能的廢棄物轉(zhuǎn)化為高能的廉價的各種維生素，從而使低能的廢棄物轉(zhuǎn)化為高能的廉價的“細(xì)菌飼料細(xì)菌飼料”。3.5 堿化飼料。在一定濃度的堿液的作用下，打破秸稈粗纖維堿化飼料。在一定濃度的堿液的作用下，打破秸稈粗纖維中纖維素、半纖維素、木質(zhì)素之間的醚鍵或酯鍵中纖維素、半纖維素、木質(zhì)素之間的醚鍵或酯鍵,并溶去大并溶去大部分木質(zhì)素和矽酸鹽，撕斷維生素與木質(zhì)素的復(fù)合物部分木質(zhì)素和矽酸鹽，撕斷維生素與木質(zhì)素的復(fù)合物,從而從而提高粗飼料的營養(yǎng)價值，使不

10、消化的木質(zhì)素變?yōu)橐紫奶岣叽诛暳系臓I養(yǎng)價值，使不消化的木質(zhì)素變?yōu)橐紫牧u基木質(zhì)素，利于動物吸收。羥基木質(zhì)素，利于動物吸收。4、生產(chǎn)工業(yè)及醫(yī)藥原料、生產(chǎn)工業(yè)及醫(yī)藥原料4.1 有機(jī)產(chǎn)品。生產(chǎn)木糖、木糖醇、淀粉，制乙醇、糠醛，提有機(jī)產(chǎn)品。生產(chǎn)木糖、木糖醇、淀粉，制乙醇、糠醛，提取煙堿及中藥原料。取煙堿及中藥原料。4.2 輕型建材?？芍谱骶幙椢锖脱b飾品及其他。如麥秸可編成輕型建材?？芍谱骶幙椢锖脱b飾品及其他。如麥秸可編成涼席涼帽；高粱稈可制成門簾和窗簾。涼席涼帽；高粱稈可制成門簾和窗簾。4.3 可降解的包裝材料。用農(nóng)作物秸稈制作的方便碗和方便盒可降解的包裝材料。用農(nóng)作物秸稈制作的方便碗和方便盒有易

11、分解、易腐爛的優(yōu)點，不僅減少了白色污染，還減少有易分解、易腐爛的優(yōu)點，不僅減少了白色污染，還減少了木料的消耗，利于保護(hù)環(huán)境。了木料的消耗，利于保護(hù)環(huán)境。4.4 食品防腐劑和空氣清新劑。如竹葉可制防腐劑，有些水果食品防腐劑和空氣清新劑。如竹葉可制防腐劑，有些水果殘渣可制成空氣清新劑。殘渣可制成空氣清新劑。4.5 培養(yǎng)基。如橡膠廢水可作培養(yǎng)基，作物廢棄物可作實用菌培養(yǎng)基。如橡膠廢水可作培養(yǎng)基，作物廢棄物可作實用菌培養(yǎng)基。培養(yǎng)基。4.6 藥物。如芹菜和黃瓜根可制成中藥，薯秧根可作飼料、制藥物。如芹菜和黃瓜根可制成中藥，薯秧根可作飼料、制糖稀或釀酒。糖稀或釀酒。4.7 生產(chǎn)食用菌。生產(chǎn)食用菌。4.8

12、制作生物濾床濾料。國內(nèi)可制作濾料的廢棄物有果菜、酒制作生物濾床濾料。國內(nèi)可制作濾料的廢棄物有果菜、酒糟、鋸木屑、蔗渣、稻谷、玉米穗、米糠、豆粕、雜草等。糟、鋸木屑、蔗渣、稻谷、玉米穗、米糠、豆粕、雜草等。 三、堆肥技術(shù)三、堆肥技術(shù) 1 1、 堆肥的概念堆肥的概念 堆肥，是指在人工控制下，在一定的水分、堆肥，是指在人工控制下，在一定的水分、C/N比和比和通風(fēng)條件下通過微生物的發(fā)酵作用，將廢棄有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橥L(fēng)條件下通過微生物的發(fā)酵作用，將廢棄有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)榉柿系倪^程。通過堆肥化過程，有機(jī)物由不穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變肥料的過程。通過堆肥化過程，有機(jī)物由不穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的腐殖質(zhì)物質(zhì)，其堆肥產(chǎn)品不含病原菌，不含

13、雜草為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)物質(zhì)，其堆肥產(chǎn)品不含病原菌，不含雜草種子，而且無臭無蠅，可以安全處理和保存，是一種良好種子，而且無臭無蠅，可以安全處理和保存，是一種良好的土壤改良劑和有機(jī)肥料。的土壤改良劑和有機(jī)肥料。 前處前處理理第一階第一階段高速段高速階段階段第二階第二階段后熟段后熟階段階段后處后處理理調(diào)理調(diào)理劑劑產(chǎn)品循產(chǎn)品循環(huán)環(huán)基基質(zhì)質(zhì)堆肥產(chǎn)品堆肥產(chǎn)品膨脹劑膨脹劑膨脹劑回膨脹劑回流流2、一般堆肥流程圖、一般堆肥流程圖3.1 3.1 升溫階段升溫階段一般指堆肥過程的初期，在該階段，堆體溫度逐步從一般指堆肥過程的初期，在該階段，堆體溫度逐步從環(huán)境溫度上升到環(huán)境溫度上升到4545度左右，主導(dǎo)微生物以嗜溫性微生

14、度左右，主導(dǎo)微生物以嗜溫性微生物為主，包括真菌、細(xì)菌和放線菌，分解底物以糖類物為主，包括真菌、細(xì)菌和放線菌，分解底物以糖類和淀粉類為主，期間能發(fā)現(xiàn)真菌的子實體，也有動物和淀粉類為主，期間能發(fā)現(xiàn)真菌的子實體，也有動物及原生動物參與分解。及原生動物參與分解。3、堆肥階段、堆肥階段 堆溫升至堆溫升至4545度以上即進(jìn)入高溫階段，在這一階段，嗜度以上即進(jìn)入高溫階段，在這一階段，嗜溫微生物受到抑制甚至死亡，而嗜熱微生物則上升為主導(dǎo)溫微生物受到抑制甚至死亡，而嗜熱微生物則上升為主導(dǎo)微生物。堆肥中殘留的和新形成的可溶性有機(jī)物質(zhì)繼續(xù)被微生物。堆肥中殘留的和新形成的可溶性有機(jī)物質(zhì)繼續(xù)被氧化分解，復(fù)雜的有機(jī)物如半

15、纖維素氧化分解，復(fù)雜的有機(jī)物如半纖維素- -纖維素和蛋白質(zhì)也纖維素和蛋白質(zhì)也開始被強(qiáng)烈分解。開始被強(qiáng)烈分解。 微生物的活動也是交替出現(xiàn)的，通常在微生物的活動也是交替出現(xiàn)的，通常在5050度左右時最度左右時最活躍的是嗜熱性真菌和放線菌，溫度上升到活躍的是嗜熱性真菌和放線菌，溫度上升到6060度時真菌幾度時真菌幾乎完全停止活動，僅有嗜熱性細(xì)菌和放線菌活動，溫度升乎完全停止活動，僅有嗜熱性細(xì)菌和放線菌活動，溫度升到到7070度時大多數(shù)嗜熱性微生物已不再適應(yīng)，并大批進(jìn)入死度時大多數(shù)嗜熱性微生物已不再適應(yīng)，并大批進(jìn)入死亡和休眠階段。亡和休眠階段。 現(xiàn)代化堆肥生產(chǎn)的最佳溫度一般為現(xiàn)代化堆肥生產(chǎn)的最佳溫度一

16、般為5555度，這是因為大度，這是因為大多數(shù)微生物在該范圍內(nèi)最活躍，最易分解有機(jī)物，其中的多數(shù)微生物在該范圍內(nèi)最活躍，最易分解有機(jī)物，其中的病原菌和寄生蟲大多數(shù)可被殺死。病原菌和寄生蟲大多數(shù)可被殺死。 3.2 高溫階段高溫階段 高溫階段必然造成微生物的死亡和活動高溫階段必然造成微生物的死亡和活動減少，自然進(jìn)入低溫階段。在這一階段，嗜減少，自然進(jìn)入低溫階段。在這一階段，嗜溫性微生物又開始占據(jù)優(yōu)勢，對殘余較難分溫性微生物又開始占據(jù)優(yōu)勢，對殘余較難分解的有機(jī)物作進(jìn)一步的分解，但微生物活性解的有機(jī)物作進(jìn)一步的分解，但微生物活性普遍下降，堆體發(fā)熱量減少，溫度開始下降，普遍下降，堆體發(fā)熱量減少，溫度開始下

17、降，有機(jī)物趨于穩(wěn)定化，需氧量大大減少，堆肥有機(jī)物趨于穩(wěn)定化，需氧量大大減少，堆肥進(jìn)入腐熟或后熟階段。進(jìn)入腐熟或后熟階段。 3.3 降溫階段降溫階段 堆堆肥肥實實際際時時間間 方方法法 范范圍圍 典典型型 后后熟熟時時間間 傳傳統(tǒng)統(tǒng)漚漚肥肥 6 個個月月到到 2 年年 1 年年 條條垛垛式式-翻翻堆堆 1-4 個個月月 2 個個月月 1-2 個個月月 靜靜態(tài)態(tài)通通氣氣堆堆 3-5 周周 4 周周 1-2 個個月月 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓鼓發(fā)發(fā)酵酵 3-8 天天 2 個個月月 筒筒倉倉發(fā)發(fā)酵酵 1-2 周周 2 個個月月 4、典型堆肥時間、典型堆肥時間5、堆肥工藝分類、堆肥工藝分類l按堆制過程中是否需氧而分為好氧

18、堆肥和厭氧堆肥；按堆制過程中是否需氧而分為好氧堆肥和厭氧堆肥；按原料發(fā)酵所處狀態(tài)可分為發(fā)酵倉式堆肥和無發(fā)酵倉按原料發(fā)酵所處狀態(tài)可分為發(fā)酵倉式堆肥和無發(fā)酵倉式堆肥。式堆肥。 l好氧堆肥法是在通風(fēng)條件下，有游離氧存在時進(jìn)行的好氧堆肥法是在通風(fēng)條件下，有游離氧存在時進(jìn)行的分解發(fā)酵過程。好氧堆肥溫度高，一般在分解發(fā)酵過程。好氧堆肥溫度高，一般在55以上，以上，可維持可維持5l1 d，極限可達(dá)，極限可達(dá)80以上，也稱高溫堆肥以上，也稱高溫堆肥法。由于好氧堆肥法具有堆肥周期短、無害化程度高、法。由于好氧堆肥法具有堆肥周期短、無害化程度高、衛(wèi)生條件好、易于機(jī)械化操作等優(yōu)點，在有關(guān)污泥、衛(wèi)生條件好、易于機(jī)械化

19、操作等優(yōu)點，在有關(guān)污泥、城市垃圾、畜禽糞便和農(nóng)業(yè)秸稈等堆肥中被廣泛采用。城市垃圾、畜禽糞便和農(nóng)業(yè)秸稈等堆肥中被廣泛采用。 l無發(fā)酵倉式堆肥系統(tǒng)無發(fā)酵倉式堆肥系統(tǒng) 物料通常堆制成條垛式，依據(jù)物料通常堆制成條垛式，依據(jù)堆料供氧方式，無發(fā)酵倉式堆肥系統(tǒng)又可分為攪拌堆料供氧方式，無發(fā)酵倉式堆肥系統(tǒng)又可分為攪拌（翻堆）式堆肥床和固定堆式堆肥床兩種堆肥方式。（翻堆）式堆肥床和固定堆式堆肥床兩種堆肥方式。l攪拌式堆肥的主要特點是采用定期翻堆，使物料均勻，攪拌式堆肥的主要特點是采用定期翻堆，使物料均勻，并提供充足氧氣，有時還考慮強(qiáng)制通氣（常采用抽氣并提供充足氧氣，有時還考慮強(qiáng)制通氣（常采用抽氣方式進(jìn)行）。翻堆

20、作業(yè)通常采用翻堆機(jī)械進(jìn)行。方式進(jìn)行）。翻堆作業(yè)通常采用翻堆機(jī)械進(jìn)行。l固定堆式堆肥基本不進(jìn)行翻堆，其供氧方式主要有固定堆式堆肥基本不進(jìn)行翻堆，其供氧方式主要有兩種：一是采用自然通氣方式進(jìn)行堆肥；二是采用兩種：一是采用自然通氣方式進(jìn)行堆肥；二是采用強(qiáng)制通風(fēng)供氧方式進(jìn)行堆肥，也稱固定堆強(qiáng)制通風(fēng)強(qiáng)制通風(fēng)供氧方式進(jìn)行堆肥，也稱固定堆強(qiáng)制通風(fēng)堆肥法。自然通風(fēng)堆肥腐熟時間通常較長，而固定堆肥法。自然通風(fēng)堆肥腐熟時間通常較長，而固定堆強(qiáng)制通風(fēng)堆肥法則比較快，在堆強(qiáng)制通風(fēng)堆肥法則比較快，在35周內(nèi)能使肥堆周內(nèi)能使肥堆完全腐熟。完全腐熟。 l無發(fā)酵倉式堆肥系統(tǒng)的特點是基建投資少；工藝簡單；無發(fā)酵倉式堆肥系統(tǒng)的特

21、點是基建投資少；工藝簡單；操作簡便易行；處理容量大。缺點是由于是敞開式堆肥，操作簡便易行；處理容量大。缺點是由于是敞開式堆肥，在冬季低溫條件下，肥堆不易升溫和保溫；通常占地較在冬季低溫條件下，肥堆不易升溫和保溫；通常占地較大；堆肥時間比發(fā)酵倉式堆肥要長。大；堆肥時間比發(fā)酵倉式堆肥要長。l發(fā)酵倉式堆肥系統(tǒng)發(fā)酵倉式堆肥系統(tǒng) 堆肥在發(fā)酵裝置內(nèi)進(jìn)行。發(fā)酵倉堆肥在發(fā)酵裝置內(nèi)進(jìn)行。發(fā)酵倉系統(tǒng)可分為立式發(fā)酵塔和臥式或槽式發(fā)酵裝置等兩類。系統(tǒng)可分為立式發(fā)酵塔和臥式或槽式發(fā)酵裝置等兩類。 l立式堆肥發(fā)酵塔通常由立式堆肥發(fā)酵塔通常由58層組成，堆肥物料由塔頂層組成，堆肥物料由塔頂進(jìn)入塔內(nèi)，在塔內(nèi)堆肥物通過不同形式

22、的機(jī)械運(yùn)動，進(jìn)入塔內(nèi)，在塔內(nèi)堆肥物通過不同形式的機(jī)械運(yùn)動，由塔頂一層層地向塔底移動。一般經(jīng)過由塔頂一層層地向塔底移動。一般經(jīng)過58 d的好氧的好氧發(fā)酵，堆肥物即由塔頂移動至塔底而完成一次發(fā)酵。發(fā)酵，堆肥物即由塔頂移動至塔底而完成一次發(fā)酵。立式堆肥發(fā)酵塔通常為密閉結(jié)構(gòu)，塔內(nèi)溫度分布從上立式堆肥發(fā)酵塔通常為密閉結(jié)構(gòu)，塔內(nèi)溫度分布從上層到下層逐漸升高，塔式裝置的供氧通常以風(fēng)機(jī)強(qiáng)制層到下層逐漸升高，塔式裝置的供氧通常以風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)。通風(fēng)。l筒倉式堆肥發(fā)酵倉為單層圓筒狀，發(fā)酵倉深度一般為筒倉式堆肥發(fā)酵倉為單層圓筒狀，發(fā)酵倉深度一般為45 m，大多采用鋼筋混凝土構(gòu)成。發(fā)酵倉內(nèi)供氧均采用高壓離心風(fēng)大多采用鋼

23、筋混凝土構(gòu)成。發(fā)酵倉內(nèi)供氧均采用高壓離心風(fēng)機(jī)強(qiáng)制供氣，以維持倉內(nèi)堆肥好氧發(fā)酵?？諝鈴膫}底進(jìn)入發(fā)機(jī)強(qiáng)制供氣，以維持倉內(nèi)堆肥好氧發(fā)酵。空氣從倉底進(jìn)入發(fā)酵倉，堆肥原料由倉頂加入，經(jīng)過酵倉，堆肥原料由倉頂加入，經(jīng)過612 d的好氧發(fā)酵，初的好氧發(fā)酵，初步腐熟的堆肥從倉底通過出料機(jī)出料。步腐熟的堆肥從倉底通過出料機(jī)出料。 l臥式堆肥發(fā)酵滾筒（達(dá)諾式臥式堆肥發(fā)酵滾筒（達(dá)諾式Danot），該發(fā)酵滾筒），該發(fā)酵滾筒在水平方向上呈傾斜放置，直徑為在水平方向上呈傾斜放置，直徑為2.54.5 m，長，長2040 m，強(qiáng)制供氣。在該裝置中廢棄物靠與筒，強(qiáng)制供氣。在該裝置中廢棄物靠與筒體內(nèi)表面的摩擦沿旋轉(zhuǎn)方向提升（轉(zhuǎn)速

24、為體內(nèi)表面的摩擦沿旋轉(zhuǎn)方向提升（轉(zhuǎn)速為0.13 rmin-1），同時借助自身重量落下。通過如此反復(fù)），同時借助自身重量落下。通過如此反復(fù)升落，廢物被均勻地翻倒與供入的空氣接觸，并通升落，廢物被均勻地翻倒與供入的空氣接觸，并通過微生物的作用進(jìn)行發(fā)酵。經(jīng)過微生物的作用進(jìn)行發(fā)酵。經(jīng)15 d發(fā)酵后排出，發(fā)酵后排出，條垛放置熟化。條垛放置熟化。 槽式發(fā)酵裝置槽式發(fā)酵裝置發(fā)酵倉式堆肥系統(tǒng)不受氣候影發(fā)酵倉式堆肥系統(tǒng)不受氣候影響，能有效控制二次污染，發(fā)響，能有效控制二次污染，發(fā)酵時間快，占地面積少。缺點酵時間快，占地面積少。缺點是基建投資大，運(yùn)行成本較高。是基建投資大，運(yùn)行成本較高。箱式堆肥箱式堆肥6、堆肥底

25、物及其特點、堆肥底物及其特點 原料原料 水分水分 C/N 容重容重 碳含量高的物料碳含量高的物料 干草干草 8-10 15-30 - 玉米秸稈玉米秸稈 12 60-70 32 秸稈秸稈 5-20 40-150 50-400 樹葉樹葉 - 30-80 100-300 鋸末鋸末 20-60 200-700 350-450 木片木片 - 100-500 - 氮含量高的物料氮含量高的物料 牛糞牛糞 80 5-25 1400 禽糞禽糞 20-40 5-15 1500 豬糞豬糞 65-80 10-20 - 污泥污泥 - 9-25 - 原原 料料 特特 點點 牛牛 糞糞 氮氮 豐豐 富富 ， 很很 濕濕 ，

26、 一一 般般 需需 要要 大大 量量 干干 的的 含含 碳碳 高高 的的物物 料料 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) ， 一一 份份 牛牛 糞糞 用用2 -3份份 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 物物 ， 堆堆 肥肥臭臭 味味 小小 ， 分分 解解 快快 ， 總總 體體 上上 是是 很很 好好 的的 堆堆 料料 。 禽禽 糞糞 氮氮 含含 量量 很很 高高 ， 水水 分分 適適 中中 ， 需需 要要 高高 碳碳 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) ， 有有潛潛 在在 氨氨 氣氣 產(chǎn)產(chǎn) 生生 ， 高高p H值值 ， 分分 解解 快快 ， 屬屬 于于 好好的的 堆堆 料料 。 馬馬 糞糞 一一 般般 含含 大大 量量 墊墊 料料 ， C /N 比比 高高 ， 干

27、干 燥燥 ， 臭臭 味味 少少 ，分分 解解 快快 ， 很很 好好 的的 堆堆 料料 。 豬豬 糞糞 氮氮 豐豐 富富 ， 很很 濕濕 ， 需需 干干 的的 高高 碳碳 物物 料料 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) ， 臭臭 味味潛潛 力力 大大 ， 較較 好好 的的 堆堆 料料 。 食食 品品 加加 工工 廢廢 料料 一一 般般 水水 分分 適適 中中 ， C /N 比比 中中 到到 低低 ， 可可 能能 有有 臭臭 味味 。 屠屠 宰宰 廢廢 料料 較較 濕濕 ， 低低C /N 比比 ， 好好 分分 解解 ， 臭臭 味味 風(fēng)風(fēng) 險險 高高 ， 需需要要 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 。 魚魚 加加 工工 廢廢 料料 水水 分分

28、中中 到到 很很 濕濕 ， 氮氮 含含 量量 高高 ， 臭臭 味味 大大 主要底物特點主要底物特點7、堆肥條件控制、堆肥條件控制7.1 C/N比 堆肥理想的堆肥理想的C/N是是30：1左右。低于這個值，氮將過量且以氨左右。低于這個值，氮將過量且以氨氣的形式釋放，有機(jī)養(yǎng)分損失大，并散發(fā)難聞的氣味；而高氣的形式釋放，有機(jī)養(yǎng)分損失大，并散發(fā)難聞的氣味；而高于這個值，意味著適合微生物種群繁殖的氮供應(yīng)不足，有機(jī)于這個值，意味著適合微生物種群繁殖的氮供應(yīng)不足，有機(jī)物降解速度緩慢。物降解速度緩慢。堆肥過程其實就是一個有機(jī)物穩(wěn)定化的過程，隨著堆肥進(jìn)程，堆肥過程其實就是一個有機(jī)物穩(wěn)定化的過程，隨著堆肥進(jìn)程，C/

29、NC/N逐漸從逐漸從3030：1 1降到降到10-1510-15：1 1。這是因為微生物消耗有機(jī)物，。這是因為微生物消耗有機(jī)物，使使2/32/3的碳以的碳以COCO2 2的形式釋放出來，剩余的形式釋放出來，剩余1/31/3的碳和氮一起合成的碳和氮一起合成生物細(xì)胞，細(xì)胞死亡后，這些碳和氮釋放出來供進(jìn)一步使用。生物細(xì)胞，細(xì)胞死亡后，這些碳和氮釋放出來供進(jìn)一步使用。 7.2 7.2 氧氣氧氣 堆肥過程中，微生物利用碳源，消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳。堆肥過程中，微生物利用碳源，消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳。如果沒有充足的氧氣，堆肥過程將會變成厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生如果沒有充足的氧氣，堆肥過程將會變成厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生難聞的

30、氣味，包括難聞的氣味，包括H H2 2S S氣體的臭雞蛋氣味。氣體的臭雞蛋氣味。 那么，對于好氧堆肥，氧氣供應(yīng)量應(yīng)該是多少才算是充足那么，對于好氧堆肥，氧氣供應(yīng)量應(yīng)該是多少才算是充足呢？盡管空氣中氧氣含量占到呢？盡管空氣中氧氣含量占到21%，但是好氧微生物在氧，但是好氧微生物在氧氣濃度為氣濃度為5%時就可以存活。氧氣濃度高于時就可以存活。氧氣濃度高于10%被認(rèn)為是被認(rèn)為是好氧堆肥的最適條件。好氧堆肥的最適條件。 堆肥過程中的進(jìn)氣和排氣在物質(zhì)平衡中起決定性作用。在堆肥過程中的進(jìn)氣和排氣在物質(zhì)平衡中起決定性作用。在某些情況下，堆肥所需空氣的重量是基質(zhì)干重的某些情況下，堆肥所需空氣的重量是基質(zhì)干重的

31、30305050倍。倍。因此應(yīng)該牢記基質(zhì)處理既包括固體，也包括氣體部分。因此應(yīng)該牢記基質(zhì)處理既包括固體，也包括氣體部分。 7.3 pH值值 堆肥微生物的最適堆肥微生物的最適pH在在5.5到到8.5之間。之間。如果堆肥體系變成厭氧條件，有機(jī)酸的累積可以使如果堆肥體系變成厭氧條件，有機(jī)酸的累積可以使pHpH值降低到值降低到4.54.5，這將嚴(yán)重限制微生物的活動。在這種情，這將嚴(yán)重限制微生物的活動。在這種情況下，通風(fēng)足以使堆肥況下，通風(fēng)足以使堆肥pHpH值調(diào)節(jié)到可接受的范圍。值調(diào)節(jié)到可接受的范圍。 同樣，在同樣，在pH10.5的條件下，大多數(shù)細(xì)菌不適應(yīng)，高的條件下，大多數(shù)細(xì)菌不適應(yīng)，高于于11.5時

32、開始死亡。時開始死亡。 7.4 7.4 水分水分 水分對于所有活的生物體而言是必須的，并且大多數(shù)微水分對于所有活的生物體而言是必須的，并且大多數(shù)微生物由于缺乏保持水分的機(jī)制，所以對水分極為敏感。生物由于缺乏保持水分的機(jī)制，所以對水分極為敏感。當(dāng)含水量在當(dāng)含水量在35-40%35-40%之間時，降解速率就會極大地降低，之間時，降解速率就會極大地降低，在在30%30%以下時，降解過程就完全停止。然而過多的水分以下時，降解過程就完全停止。然而過多的水分則會導(dǎo)致厭氧狀態(tài)發(fā)生，并且會因此產(chǎn)生臭氣。不同的則會導(dǎo)致厭氧狀態(tài)發(fā)生，并且會因此產(chǎn)生臭氣。不同的物質(zhì)有不同的水分上限，并由這些物質(zhì)的粒徑和結(jié)構(gòu)特物質(zhì)有

33、不同的水分上限，并由這些物質(zhì)的粒徑和結(jié)構(gòu)特性所決定。性所決定。對于大多數(shù)堆肥混合物，推薦的含水量上限為對于大多數(shù)堆肥混合物，推薦的含水量上限為55-60%。 7.5 7.5 粒徑粒徑在相同體積或質(zhì)量的情況下，小顆粒要比大顆粒有更大的在相同體積或質(zhì)量的情況下，小顆粒要比大顆粒有更大的表面積。所以如果供氧充足，小顆粒將降解的更快一些。表面積。所以如果供氧充足，小顆粒將降解的更快一些。實驗證明將堆肥物質(zhì)加以粉碎，可以將降解率提高實驗證明將堆肥物質(zhì)加以粉碎，可以將降解率提高2 2倍，倍，科學(xué)家提出一個推薦的粒徑值為科學(xué)家提出一個推薦的粒徑值為1.3-7.61.3-7.6毫米，這個區(qū)間毫米，這個區(qū)間的下

34、限適用于通風(fēng)或連續(xù)翻堆的堆肥系統(tǒng)，上限為靜態(tài)堆的下限適用于通風(fēng)或連續(xù)翻堆的堆肥系統(tǒng)，上限為靜態(tài)堆垛或其他靜態(tài)通風(fēng)堆肥系統(tǒng)。垛或其他靜態(tài)通風(fēng)堆肥系統(tǒng)。7.6 7.6 溫度溫度不同的微生物都有各自的適宜溫度范圍，在此范圍內(nèi)微生不同的微生物都有各自的適宜溫度范圍，在此范圍內(nèi)微生物才可正常發(fā)揮作用。在一定限度內(nèi)，溫度每升高物才可正常發(fā)揮作用。在一定限度內(nèi)，溫度每升高1010，這些生化反應(yīng)速率相應(yīng)會增加這些生化反應(yīng)速率相應(yīng)會增加2 2倍左右。然而，過高或過倍左右。然而，過高或過低的溫度則會限制堆肥進(jìn)程。低的溫度則會限制堆肥進(jìn)程。適宜的堆肥溫度在適宜的堆肥溫度在40-6040-60之間，堆肥堆應(yīng)該在最小的

35、之間，堆肥堆應(yīng)該在最小的4040運(yùn)行狀態(tài)下保持運(yùn)行狀態(tài)下保持5 5天，在此期間溫度要至少持續(xù)天，在此期間溫度要至少持續(xù)4 4個個小時超過小時超過5555。大多數(shù)種類的微生物有機(jī)體不能在大多數(shù)種類的微生物有機(jī)體不能在60-6560-65存活，所以堆存活，所以堆肥管理者要求在堆肥系統(tǒng)開始超過此溫度的時候，翻堆或肥管理者要求在堆肥系統(tǒng)開始超過此溫度的時候，翻堆或給堆肥系統(tǒng)通氣來降溫。給堆肥系統(tǒng)通氣來降溫。固氮菌、解磷菌和解鉀菌固氮菌、解磷菌和解鉀菌纖維素分解菌纖維素分解菌高溫菌高溫菌復(fù)合菌劑復(fù)合菌劑7.7 堆肥接種劑堆肥接種劑接種微生物的目的主要有：提高堆肥初期微生物種類和數(shù)量，增強(qiáng)微接種微生物的目的主要有：提高堆肥初期微生物種類和數(shù)量，增強(qiáng)微生物的降解活性；縮短達(dá)到高溫期的時間。堆肥過程最常用的接種方生物的降解活性；縮短達(dá)到高溫期的時間。堆肥過程最常用的接種方式：一是加入上次堆肥反應(yīng)后的保留堆料；二是接入純的商業(yè)菌株。式：一是加入上次堆肥反應(yīng)后的保留堆料；二是接入純的商業(yè)菌株。關(guān)于是否接種微生物，目前國外學(xué)術(shù)界仍有爭議。認(rèn)為接種