有機(jī)固體廢物堆肥原理理論與實(shí)踐課件_第1頁(yè)
有機(jī)固體廢物堆肥原理理論與實(shí)踐課件_第2頁(yè)
有機(jī)固體廢物堆肥原理理論與實(shí)踐課件_第3頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、堆肥化的概念1堆肥化的原理及影響因素2堆肥化工藝及設(shè)備3堆肥腐熟度及產(chǎn)品質(zhì)量4堆肥化處理工藝的實(shí)例51、堆肥化的概念堆肥化堆肥化(composting) :在人工控制條件下,利用自然界中廣泛存在的微生物,有控制地促進(jìn)固體廢物中可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的微生物學(xué)過(guò)程歐洲國(guó)家的堆肥化定義:在有控制的條件下,微生物對(duì)固體、半固體的有機(jī)廢物進(jìn)行好氧的中溫或高溫分解,并產(chǎn)生穩(wěn)定腐殖質(zhì)的過(guò)程。堆肥(compost):利用微生物對(duì)有機(jī)垃圾進(jìn)行分解腐熟而形成的肥料堆肥化的原料城市生活垃圾污泥:主要是生活污水及部分工業(yè)廢水的水處理設(shè)施排放的污泥禽畜糞便泔腳和食品廢物農(nóng)林廢物堆肥化垃圾處理技術(shù)的意義可

2、以實(shí)現(xiàn)垃圾處理的資源化,減少垃圾對(duì)環(huán)境的污染可以將固體廢物中的有用組分回用自然循環(huán)系統(tǒng)可以將固體廢物中的有機(jī)固體轉(zhuǎn)換成有用的物質(zhì)和能源堆肥化技術(shù)的發(fā)展歷史1920年,英國(guó)人A. Howard首先在印度提出了堆肥化技術(shù),1925年,Bangalore改進(jìn)后,稱(chēng)為Bangalore法1933年,丹麥的Dano法,標(biāo)志著連續(xù)性機(jī)械化堆肥工藝的開(kāi)端。元代(公元1271年1368年)農(nóng)書(shū):糞屋之中,鑿為深池,筑以磚壁,勿使?jié)B漏,凡掃除之土,燃燒之灰,簸揚(yáng)之糠秕,斷蒿落葉,積而焚之,沃以糞汁,積之即久,不覺(jué)甚多,凡欲播種,篩去瓦石,取其細(xì)者,和勻種子,疏把撮之,待其苗長(zhǎng),又撒以壅之,何患收成不倍厚也哉2

3、、堆肥化的原理及影響因素與控制2.12.2堆肥化原理2.3堆肥化過(guò)程的影響因素堆肥化過(guò)程2.1 堆肥化的原理好氧堆肥的原理好氧堆肥是在通氣良好 、氧氣充足的條件下借助好氧微生物的生命活動(dòng)降解有機(jī)物,通常好氧堆肥堆溫高,一般在5560,極限溫度可達(dá)8090,所以也稱(chēng)高溫堆肥。好氧堆肥原理首先是垃圾中的可溶性物質(zhì)透過(guò)微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜被微生物直接吸收;其次不溶的膠體有機(jī)質(zhì)先被吸附在微生物體外,然后依靠微生物分泌的胞外酶分解為可溶性物質(zhì),再滲入細(xì)胞。有機(jī)物質(zhì)主要通過(guò)分解代謝和合成代謝而被降解合成(同化作用)氧化堆肥有機(jī)物(含C、H、O、N 、S 、P),氧氣,微生物細(xì)胞物質(zhì)(微生物繁殖)CO2,

4、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)+堆肥有機(jī)物分解過(guò)程 9H2O, CO2 , 熱微生物O2新鮮有機(jī)物有機(jī)堆肥25-70 % 損失垃圾堆肥分解過(guò)程可以表示如下:有機(jī)物的氧化不含氮有機(jī)物(CxHyOz)的氧化細(xì)胞質(zhì)的合成(包括有機(jī)物的氧化,并以NH3作氮源)含氮有機(jī)物(CsHtNuOvaH2O)的氧化細(xì)胞質(zhì)的氧化總的氧化分解過(guò)程纖維素降解為例2.2 堆肥化過(guò)程好氧堆肥過(guò)程 根據(jù)溫度的變化,分為四個(gè)階段潛伏階段(亦稱(chēng)馴化階段)指堆肥化開(kāi)始時(shí)微生物適應(yīng)新環(huán)境的過(guò)程。中溫階段 也稱(chēng)產(chǎn)熱階段,主要是指堆肥過(guò)程初期,堆體基本處于

5、1545 ,這一階段主要是分解一些易分解的有機(jī)質(zhì),微生物以中溫好氧菌為主,常見(jiàn)的有絲狀真菌、細(xì)菌。高溫階段 當(dāng)堆體溫度超過(guò)45 時(shí)即進(jìn)入高溫階段,此階段主要進(jìn)行的是難降解的半纖維素、纖維素等的降解,同時(shí)形成腐殖質(zhì)。一般控制溫度在4580 。細(xì)菌、寄生蟲(chóng)等主要是在這個(gè)階段被殺死。降溫腐熟階段 在微生物進(jìn)入內(nèi)源呼吸的后期,即進(jìn)入降溫階段,此階段僅剩下部分較難分解的有機(jī)物和新形成的腐殖質(zhì)。微生物活性下降,堆體溫度下降。嗜溫性微生物占優(yōu)勢(shì),對(duì)殘余的難分解的有機(jī)質(zhì)進(jìn)一步進(jìn)行分解,腐殖質(zhì)不斷增多且穩(wěn)定化,需氧量大大減少,含水率也降低。堆肥物孔隙增大,氧擴(kuò)散能力增強(qiáng),此時(shí)只須自然通風(fēng),最終使堆肥穩(wěn)定,完成堆

6、肥過(guò)程。常見(jiàn)病菌與寄生蟲(chóng)的死亡溫度2.3 堆肥化過(guò)程的影響因素2.3.1 有機(jī)物(1)有機(jī)物含量:適宜含量為2070%,最佳含量4060% ,過(guò)低產(chǎn)熱不足,過(guò)高則供氧不足。(2)調(diào)整堆肥原料的有機(jī)物組分的方法 對(duì)堆肥原料進(jìn)行預(yù)處理,將有機(jī)物含量提高至50%以上 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。 2.3.2、堆肥過(guò)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1020:1)和堆肥中使分解速度有序地進(jìn)行。 (1)適宜的C/N比范圍:2535:1時(shí)發(fā)酵過(guò)程最快。過(guò)低(20:1),微生物的繁殖會(huì)因能量不足受到抑制

7、,導(dǎo)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(duì)過(guò)剩,將變成氨氣揮發(fā),降低肥效。過(guò)高(40:1),則堆肥施入土壤后,將會(huì)發(fā)生奪取土壤中氮素的現(xiàn)象,產(chǎn)生“氮饑餓”狀態(tài),對(duì)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響。 17(1)堆肥中水分的作用:溶解有機(jī)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5060%(按質(zhì)量計(jì))。水分過(guò)多,易造成厭氧狀態(tài),并會(huì)產(chǎn)生滲濾液。水分低于40時(shí),微生物活性降低,堆肥溫度隨之下降。 水分較低時(shí),可加水或含水率高的添加劑;過(guò)高時(shí),則可攤開(kāi)晾干或添加松散吸水物。2.3.3、堆肥過(guò)程的水分(含水率)控制2.3.4、堆肥過(guò)程的溫度控制 溫升是微生物活動(dòng)劇烈

8、程度的最好參數(shù)。(1)溫度的作用:影響微生物的生長(zhǎng),高溫菌的理想溫度為5065 ,堆肥的最佳溫度為5560 ; 無(wú)害化的要求:反應(yīng)器和強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng),堆體內(nèi)部溫度大于55 的時(shí)間必須達(dá)3天;對(duì)于條垛系統(tǒng),堆體內(nèi)部溫度大于55 的時(shí)間至少為15天。(2)控制方法:溫度-供氣反饋系統(tǒng);定期翻堆。(1)通風(fēng)的作用:供氧;調(diào)溫;去水分。通風(fēng)量一般取0.61.8m3/(dkg)適宜的氧濃度為1018%,最低不應(yīng)小于8%(2)通風(fēng)供氧方式:自然擴(kuò)散;翻堆;強(qiáng)制通風(fēng);翻堆和強(qiáng)制通風(fēng)結(jié)合的方式;被動(dòng)通風(fēng)(3)控制方式:理論方式:時(shí)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(yīng)器堆料O

9、2體積分?jǐn)?shù)為15%20% )。實(shí)際運(yùn)行時(shí)的評(píng)價(jià)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(yīng)為3%6% 。2.3.5、通風(fēng)的過(guò)程控制一般pH值在7.58.5時(shí),可獲得最大堆肥速率??赏ㄟ^(guò)添加中和劑如石灰、磷酸鹽、鉀鹽等來(lái)改變pH值。但通常堆肥可通過(guò)自身調(diào)節(jié),如無(wú)特殊情況,一般不必調(diào)整pH值。若pH值降低,可通過(guò)逐步增強(qiáng)通風(fēng)來(lái)補(bǔ)救。 2.3.6、堆肥過(guò)程的pH值控制(1)來(lái)源和作用:有機(jī)廢物里面固有的;人工加入的特殊菌種。在一定條件下對(duì)某些有機(jī)物廢物具有較強(qiáng)的分解能力,活性強(qiáng)、繁殖快、分解力強(qiáng),能加速反應(yīng)進(jìn)程,縮短反應(yīng)時(shí)間。(2)種類(lèi):細(xì)菌:形體最小、數(shù)

10、量最多,分解大部分的有機(jī)物并產(chǎn)生熱量;放線(xiàn)菌:分解纖維素、木質(zhì)素、角質(zhì)素和蛋白質(zhì)等復(fù)雜有機(jī)物,散發(fā)泥土氣息;真菌:在堆肥后期與細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)食物,更耐低溫,部分真菌需氮比細(xì)菌低,能夠分解木質(zhì)素,細(xì)菌則不能;微型生物:如輪蟲(chóng)、線(xiàn)蟲(chóng)、跳蟲(chóng)、潮蟲(chóng)、甲蟲(chóng)和蚯蚓,在堆肥中移動(dòng)和吞食,消納部分有機(jī)廢物,增大表面積,并促進(jìn)微生物的生命活動(dòng)。2.3.7微生物的多樣性與優(yōu)勢(shì)菌群的數(shù)量 3、堆肥工藝及設(shè)備好氧堆肥基本工序典型好氧堆肥工藝好氧堆肥系統(tǒng)及裝置3.1 好氧堆肥基本工序堆肥基本工藝基本工序:前處理、主發(fā)酵(一次發(fā)酵)、后發(fā)酵(二次發(fā)酵)、后處理及貯藏等前處理畜禽糞便水分含量大,如果不進(jìn)行水分調(diào)節(jié)就會(huì)因通氣不良而

11、出現(xiàn)堆肥溫度上升慢、臭氣產(chǎn)生量大,并且搬運(yùn)攪拌也不方便等。因此前處理的主要任務(wù)是進(jìn)行水分含量、材料通氣性和C/N比調(diào)節(jié)。同時(shí)也可以順便除去那些較大而不適合堆肥的物質(zhì)如鐵絲、磚瓦、石塊、塑料膜、繩索等雜質(zhì),否則會(huì)影響以后的攪拌、通氣等過(guò)程。 堆肥處理前進(jìn)行水分含量調(diào)節(jié),不僅具有改善通氣性的作用,同時(shí)也具有調(diào)節(jié)容重的作用。在相同的水分含量下,容重(或比重)越小堆肥過(guò)程中溫度上升也就越快。 A、純鮮豬糞B、水分30%容重0.38t/m3的豬糞堆肥C、水分20%容重0.21t/m3的鋸末D、水分10%容重0.08t/m3的甘蔗渣E、D中追加水分0%、容重0.006t/m3的發(fā)泡苯乙烯 通常在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)可

12、以根據(jù)容重值大小來(lái)判斷堆肥材料的通氣狀況。例如,在一定體積的容器中裝滿(mǎn)這種材料并測(cè)定其重量,便可計(jì)算出這種材料的容重。在利用鋸末和稻殼作為添加材料的場(chǎng)合下,容重值一般在400800kg/m3。在堆肥開(kāi)始時(shí),把堆肥材料的容重值調(diào)節(jié)在500kg/m3左右比較適宜,在這種條件下堆肥材料的通氣性非常好。 28材料優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)稻草麥秸類(lèi)通氣性調(diào)節(jié)效果好比較容易分解材料易得受季節(jié)性限制收集較費(fèi)工需前處理如破碎等稻殼有一定的通氣性調(diào)節(jié)效果粉碎后吸水性高比較難分解粉碎需耗能鋸末樹(shù)皮通氣性調(diào)節(jié)效果好,有一定的吸水性難分解產(chǎn)生影響作物生長(zhǎng)發(fā)育的有害成分來(lái)源受限制無(wú)機(jī)材料(珍珠巖、蛭石)通氣調(diào)節(jié)效果好,有一定的吸水性;

13、易貯存;不分解價(jià)格較高風(fēng)干堆肥具有一定的通氣性和吸水性材料易得高水分含量時(shí)效果差影響有機(jī)肥產(chǎn)量易導(dǎo)致堆肥中鹽分濃度過(guò)高29材料水分(%)容重(T/m3)吸水率(%)全C(%)全N(%)C/N比纖維素(%)半纖維素(%)木質(zhì)素(%)鋸末25-450.2-0.25280-45044-600.03-0.53230-167050-6010-2520-38樹(shù)皮450.2-0.3280-50052.40.2421821.911.738稻草9.7-150.05300-43035.50.615824.720.67.7小麥秸9.2-120.03226-498370.312425218大麥秸12-150.0228

14、5-443370.312525217.8稻殼9.5-150.1-0.1375-8033-400.5660-7232-4229-371.3-38粉碎稻殼8.3-90.2136-25033-400.560-7032-4229-371.3-3830材料水分%灰分%容重kg/L最大容水量%pH備注有機(jī)類(lèi)鋸末A14.650.900.10399.45.1未粉碎鋸末B13.090.950.11756.65.4適當(dāng)粉碎花生殼12.843.280.16214.25.1粗粉狀稻草13.8617.590.07347.27.1長(zhǎng)約1.5cm 稻殼11.0027.320.09229.37.2未粉碎草炭64.483.27

15、0.04167.03.5草炭類(lèi)無(wú)機(jī)類(lèi)珍珠巖0.7898.390.08405.07.5粒徑4.6m沸石7.7887.620.7584.635.76.51.5mm以下31材料粒徑(mm)含水率(%)吸水率(%)備注稻殼實(shí)物2.0mm以上2.0-0.850.85-0.40.4-0.250.25-0.110.11以下9.58.38.79.19.08.88.374136150237244250215實(shí)物的1/2程度粉碎實(shí)物的1/4-1/5程度粉碎細(xì)粉狀細(xì)粉微細(xì)粉鋸末實(shí)物(0.25-0.85)34.2249一次發(fā)酵 在特定的發(fā)酵場(chǎng)所或裝置內(nèi)進(jìn)行約4-12d,通過(guò)攪拌和強(qiáng)制通風(fēng)向堆肥內(nèi)部通O2,促進(jìn)好氣微生

16、物活動(dòng)。 堆肥原料、空氣和土壤中存在大量的各種微生物,所以堆肥原料投入后很快就進(jìn)入發(fā)酵階段。首先微生物利用易分解性有機(jī)物進(jìn)行繁殖,產(chǎn)生CO2和H2O,同時(shí)產(chǎn)生熱量使堆肥升溫。發(fā)酵初期有機(jī)物質(zhì)的分解主要是靠中溫型微生物(3040),隨著溫度的升高,最適宜生活在4565的高溫菌逐漸取代了中溫型微生物。在此溫度下,各種病原菌、寄生蟲(chóng)卵、雜草種子等均可被殺滅。 二次發(fā)酵 將經(jīng)一次發(fā)酵后的堆肥送到二次發(fā)酵場(chǎng)地繼續(xù)堆腐,使一次發(fā)酵中尚未完全分解的易分解的、較易分解的與難分解的有機(jī)物質(zhì)繼續(xù)分解,并將其逐漸轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定和腐熟的堆肥。時(shí)間通常在20-30d,其長(zhǎng)短根據(jù)堆肥的使用情況。 二次發(fā)酵的要求不如一次發(fā)

17、酵條件嚴(yán)格,堆積高度可以在12米,只要有防雨、通風(fēng)措施即可。在堆積過(guò)程中每周翻堆1-2次。二次發(fā)酵的時(shí)間長(zhǎng)短視畜禽糞便種類(lèi)和添加的水分調(diào)節(jié)材料性質(zhì)而定,一般堆肥內(nèi)部溫度降至40以下時(shí)就表明二次發(fā)酵結(jié)束,可以進(jìn)行堆肥風(fēng)干和后續(xù)加工了。 通常,純畜禽糞便堆肥二次發(fā)酵一般需要2周左右的時(shí)間,添加秸稈類(lèi)材料時(shí)二次發(fā)酵在3-4周左右,而添加鋸末、樹(shù)皮等的情況下二次發(fā)酵需要在6周以上的時(shí)間。35原料名水分CaOMgOKPNCC/N比畜糞類(lèi)牛糞801.5-2.00.5-1.01.5-2.02.0-2.52.0-2.540-4515-20豬糞704.0-5.01.0-1.51.5-2.05.0-6.03.0-

18、4.040-5010-15雞糞6510-151.0-1.53.0-4.06.0-7.05.0-6.035-406-10秸稈類(lèi)稻草類(lèi)100.50.22.0-2.50.2-0.50.5-1.035-4050-60麥秸類(lèi)100.50.22.0-2.50.1-0.30.5-1.040-4560-70稻糠類(lèi)100.10.10.50.1-0.30.3-0.535-4070-80蔬菜類(lèi)蘿卜葉905.0-7.00.3-0.55.0-6.00.8-1.05.0-6.040-458-10蔥葉803.0-4.00.5-0.75.0-6.00.8-1.03.0-4.040-4510-15包菜901.5-2.00.2-

19、0.35.0-6.01.0-1.55.0-6.040-458-10白菜905.0-6.00.7-1.05.0-6.01.5-2.03.0-4.040-5010-15黃瓜莖706.0-8.00.5-0.77.0-101.0-1.54.0-5.040-459-12甘薯莖704.5-5.00.3-0.50.7-0.91.0-1.52.0-3.040-4510-15甜玉米莖702.5-3.00.7-1.01.5-2.01.0-1.53.5-4.040-5010-1536樹(shù)木類(lèi)柳樹(shù)葉約701.0-1.50.2-0.51.0-1.50.5-1.01.0-1.545-5030-40杉葉約600.3-0.50

20、.2-0.50.1-0.20.1-0.21.0-1.545-5040-50松葉約601.0-1.50.2-0.50.3-0.50.1-0.20.5-1.045-5050-60柿葉約602.5-3.00.5-1.04.0-5.04.0-5.03.0-4.045-5015-20樹(shù)皮約302.0-2.50.1-2.03.0-4.00.1-0.20.0-0.145-50500鋸末(闊)約100.3-0.50.1-0.20.1-0.20.0-0.10.0-0.145-50500植物性食品類(lèi)米糠約151.5-2.04.0-5.02.0-3.045-5020-25菜籽粕約101.5-2.02.0-3.05.

21、5-6.545-507-10豆粕約102.0-2.51.5-2.07.0-8.045-506-8酒糟約650.10.5-1.07.0-8.045-506-8啤酒糟約750.11.5-2.04.0-5.045-508-10海帶類(lèi)約752.0-2.50.51.5-2.040-4520-30動(dòng)物食品類(lèi)魚(yú)類(lèi)約108.0-108.0-9.045-506-8肉類(lèi)約102.0-2.58.0-9.045-506-8骨粉約510-126.5-7.035-406-8家畜內(nèi)藏約200.5-1.00.5-1.08.0-9.045-506-8皮屑約150.20.15.0-5.545-508-10后處理:主要用于去除堆肥

22、中的塑料、玻璃、小石塊等。脫臭:堆肥過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生臭氣,需要對(duì)這些臭氣進(jìn)行處理。貯存:要求在干燥而透氣的條件下貯存3.2 典型好氧堆肥工藝及設(shè)備堆肥化的分類(lèi)按堆肥化方式分類(lèi):間歇堆積法和連續(xù)堆積法按原料發(fā)酵所處的狀態(tài)分:靜態(tài)發(fā)酵法和動(dòng)態(tài)發(fā)酵法按堆肥化過(guò)程的需氧程度分:好氧堆肥和厭氧堆肥系統(tǒng)固體流向供氣方式或反應(yīng)器類(lèi)型反應(yīng)器床層、形狀或固體流態(tài)開(kāi)放式系統(tǒng)攪拌固體床(條垛式)自然通風(fēng)式強(qiáng)制通風(fēng)式靜態(tài)固體床強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛式自然通風(fēng)式反應(yīng)器系統(tǒng)垂直固體流 攪拌固體床多床式多層式筒倉(cāng)式反應(yīng)器氣固逆流式 氣固錯(cuò)流式水平和傾斜固體流 滾動(dòng)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(kāi)放槽)

23、圓形長(zhǎng)方形靜態(tài)固體床(管狀)推進(jìn)式輸送帶式靜止式(堆肥箱) 3.2.1、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(jìn)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(diǎn)是通過(guò)定期翻堆來(lái)實(shí)現(xiàn)堆體中的有氧狀態(tài)。條垛式堆肥一次發(fā)酵周期為13個(gè)月。該堆肥過(guò)程由預(yù)處理、建堆、翻堆和儲(chǔ)存4個(gè)工序組成。常用的條垛式、強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)和重要的反應(yīng)器系統(tǒng)的主要技術(shù)環(huán)節(jié)。 場(chǎng)地 空間:應(yīng)足夠大。 場(chǎng)地表面:必須堅(jiān)固和有坡度。當(dāng)采用堅(jiān)硬的材料(如道路瀝青和混凝土)時(shí),場(chǎng)地表面坡度不小于1%;當(dāng)采用不夠堅(jiān)硬的材料(如礫石和爐渣)時(shí),其坡度應(yīng)不小于2%。 滲濾液收集和排除系統(tǒng):至少包括排水溝

24、和貯水池。面積大于20,000m2的場(chǎng)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。 其它設(shè)施:屋頂、擋風(fēng)墻。建堆 建堆方法:無(wú)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(lái)完成;垃圾和添加物從公共出口排出,邊混合邊建堆。 建堆的形狀:主要取決于氣候條件和翻堆設(shè)備的類(lèi)型,圓錐形或采用平頂長(zhǎng)堆。 建堆的尺寸:條剁系統(tǒng)適宜規(guī)模參數(shù)為:底寬26m,高13m,長(zhǎng)度不限,最常見(jiàn)的尺寸為底寬35m,高23m,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(shè)備、堆肥原料的性質(zhì)而定。 翻堆翻堆方式:人工或機(jī)械方法進(jìn)行物料的翻轉(zhuǎn)和重堆。翻堆次數(shù)

25、:取決于堆體中的耗氧量,在初期應(yīng)高于后期;并根據(jù)腐熟程度、翻堆設(shè)備類(lèi)型、防臭味產(chǎn)生、占地空間的需求及經(jīng)濟(jì)因素等變化;有時(shí)通過(guò)翻堆來(lái)促進(jìn)水分蒸發(fā)和物料松散。設(shè)計(jì)和配置翻堆設(shè)備時(shí),應(yīng)保證一天一次的翻堆能力。 翻堆設(shè)備:最初是推土機(jī)(攤開(kāi)和重堆)和裝載機(jī)(裝入料斗,在行進(jìn)中傾倒下來(lái)),因使物料受到一定程度的壓實(shí)而被逐漸淘汰。目前,常用的是帶齒滾筒翻堆設(shè)備,通過(guò)帶齒滾筒就地?cái)嚮焱瓿晌锪戏?,或在翻轉(zhuǎn)、攪混物料的同時(shí)將物料移至附近重堆。3.2.2、強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)在條垛式堆肥系統(tǒng)上增加通風(fēng)系統(tǒng),就成為強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)。它能更有效地確保高溫和病原菌滅活。 場(chǎng)地:場(chǎng)地的表面應(yīng)結(jié)實(shí)、能迅速排走積水和滲濾液

26、。通風(fēng)系統(tǒng):包括鼓風(fēng)機(jī)和通風(fēng)管路。通風(fēng)管路:固定式通風(fēng)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?xì)猓换蛲耆克鄿喜鄢洚?dāng)通風(fēng)管路。移動(dòng)式通風(fēng)系統(tǒng)主要由簡(jiǎn)單的管道直接放在地面上構(gòu)成,成本低,設(shè)計(jì)靈活,易于調(diào)整。通風(fēng)方式:正壓鼓風(fēng)機(jī)或負(fù)壓抽氣,也可用二者組成的混合通風(fēng)。通風(fēng)的控制方式:一般常用溫度或時(shí)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(guò)60時(shí),鼓風(fēng)機(jī)自動(dòng)開(kāi)始工作,排出堆料熱量和水蒸汽,使堆體冷卻下來(lái)。也可每隔15min20min(具體時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況確定)通風(fēng)供氧。堆肥物料的特性 形狀:物料呈粒狀,松散狀; 尺寸:應(yīng)均勻,一般為1.25

27、cm左右; 含水率:物料含水率應(yīng)控制在55%左右,以避免物料空隙容積減少甚至壓實(shí)。 優(yōu)缺點(diǎn) 設(shè)備投資相對(duì)較低;與條跺式堆肥系統(tǒng)相比,溫度及通風(fēng)條件得到更好的控制;堆腐時(shí)間相對(duì)較短,一般為23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。反應(yīng)器堆肥系統(tǒng)是使堆肥物料在部分或全部密閉的反應(yīng)器即發(fā)酵裝置(如發(fā)酵倉(cāng)、發(fā)酵塔等)內(nèi),控制通風(fēng)和水分條件,使物料進(jìn)行生物降解和轉(zhuǎn)化,也稱(chēng)發(fā)酵倉(cāng)系統(tǒng)。特點(diǎn):在一個(gè)或幾個(gè)容器內(nèi)進(jìn)行,機(jī)械化和自動(dòng)化程度較高。堆肥基本步驟與其他兩類(lèi)系統(tǒng)相同。3.2.3、反應(yīng)器系統(tǒng)主要類(lèi)型 立式發(fā)酵塔:由多層平面構(gòu)成。進(jìn)料口在反應(yīng)器的上部,物料先進(jìn)入

28、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(shí)間停留,通過(guò)攪拌使堆料均勻,最后堆料進(jìn)入最底層,從出料口運(yùn)走。整個(gè)堆腐過(guò)程中進(jìn)料和出料是連續(xù)的。通氣管道位于反應(yīng)器的下部,由許多支管組成,外連鼓風(fēng)機(jī)。在反應(yīng)器的上部設(shè)有一廢氣口,產(chǎn)生的臭氣可以統(tǒng)一收集處理。常見(jiàn)的立式發(fā)酵塔結(jié)構(gòu)示意圖包裹倉(cāng)式 混勻的物料從發(fā)酵倉(cāng)頂部進(jìn)入并充滿(mǎn)反應(yīng)器,占據(jù)整個(gè)發(fā)酵倉(cāng)。具有分支管路的通氣管道在發(fā)酵倉(cāng)底部,廢氣由反應(yīng)器上部的廢氣管道排出,出口略低于混合物的上表面,通過(guò)抽氣的方式把廢氣收集處理。進(jìn)料和出料可以是間歇的或連續(xù)式的。產(chǎn)品由反應(yīng)器的下部出口運(yùn)走,物料在反應(yīng)器的移動(dòng)以推流式方式進(jìn)行。 旋轉(zhuǎn)倉(cāng)式 根據(jù)物料在反應(yīng)

29、器內(nèi)的移動(dòng)方式又分為:a、推流式:物料從倉(cāng)體的進(jìn)料口進(jìn)入,沿倉(cāng)體移動(dòng)到反應(yīng)器末端的出料口,物料通過(guò)發(fā)酵倉(cāng)的旋轉(zhuǎn)翻滾而達(dá)到混合??諝饪梢圆捎谜龎汉拓?fù)壓方式通過(guò)流程中的一系列噴口進(jìn)行分配,通過(guò)對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)來(lái)調(diào)節(jié)堆肥過(guò)程中的通氣量。這是迄今為止最普遍被采用的發(fā)酵倉(cāng)系統(tǒng)。b、分割式:沿物料流動(dòng)方向,反應(yīng)器被分為一個(gè)個(gè)小室,在不同的室內(nèi),物料可以進(jìn)行不同時(shí)間、不同堆腐條件的堆腐,物料從一室移入另一個(gè)室,最后進(jìn)入出料口被移走。物料的移動(dòng)通過(guò)一條條傳送帶進(jìn)行。在每個(gè)小室中,物料通過(guò)旋轉(zhuǎn)破碎機(jī)械設(shè)備而破碎混合。反應(yīng)器系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):設(shè)備占地面積??;能進(jìn)行很好的過(guò)程控制;堆肥過(guò)程不受氣候條件的影響;可對(duì)廢氣進(jìn)

30、行統(tǒng)一收集處理,防止環(huán)境的二次污染;可對(duì)熱量進(jìn)行回收利用。缺點(diǎn):堆肥的投資和運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用很高;堆肥周期較短,堆肥產(chǎn)品會(huì)有潛在的不穩(wěn)定性,堆肥的后熟期相對(duì)延長(zhǎng);由于機(jī)械化程度高,一旦設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題,堆肥過(guò)程即受影響。4 、堆肥腐熟度及產(chǎn)品質(zhì)量4.1、發(fā)酵周期與堆肥腐熟度的概念4.1.1發(fā)酵周期指固體廢物經(jīng)好氧發(fā)酵過(guò)程由原材料成為穩(wěn)定無(wú)害的堆肥產(chǎn)品所需要的時(shí)間。堆肥發(fā)酵周期的長(zhǎng)短是評(píng)價(jià)堆肥工藝好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。碳氮比、通風(fēng)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(fēng)和翻堆來(lái)實(shí)現(xiàn)好氧堆肥的全過(guò)程,因此,發(fā)酵周期需時(shí)23個(gè)月,有時(shí)甚至長(zhǎng)達(dá)半年。而目前一些

31、高效快速動(dòng)態(tài)堆肥技術(shù),可使堆肥發(fā)酵周期控制在7d以?xún)?nèi),有的一次發(fā)酵時(shí)間僅需23d。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(yīng)完成的信號(hào),在農(nóng)業(yè)上,它是堆肥質(zhì)量的指標(biāo)。腐熟度的基本含義是:(1)通過(guò)微生物的作用,堆肥的產(chǎn)品要達(dá)到穩(wěn)定化、無(wú)害化,亦即不對(duì)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(zhǎng)和土壤耕作能力。4.1.2堆肥腐熟度4.2.3、評(píng)估成熟堆肥的常用方法、指標(biāo)和參數(shù)方法參數(shù)或項(xiàng)目表觀鑒別法1.溫度;2.顏色;3.氣味;4.質(zhì)地化學(xué)方法碳氮比(C/N);氮化合物(總氮、NH4-N、NO3-N、NO2-N);3.陽(yáng)離子交換量(CEC)4.有機(jī)化合物(水溶性或可浸

32、提有機(jī)碳、還原糖、脂類(lèi)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(tuán))生物活性法1.耗氧速率;2.微生物種群和數(shù)量;3.酶學(xué)分析;植物毒性法1、種子發(fā)芽;2、植物生物量衛(wèi)生學(xué)檢測(cè)致病微生物指標(biāo)等表觀鑒別法(物理) 溫度:與環(huán)境溫度趨于一致,不再有明顯變化 氣味:具有潮濕泥土的氣味。 顏色:黑褐色或黑色。 質(zhì)地:質(zhì)地疏松,手捏之成團(tuán),松之即散;草莖樹(shù)葉之類(lèi)用手一拉即斷?;瘜W(xué)方法碳氮比 a、堆肥的固相C/N值從初始的2530:1降低到1520:1以下。 b、(終點(diǎn)C/N)/(初始C/N)60mmol/100g樣品時(shí),作為堆肥腐熟的指標(biāo)。有機(jī)化合物在堆肥過(guò)程中,糖類(lèi)

33、首先消失,接著是淀粉,最后是纖維素。纖維素、半纖維素、脂類(lèi)等經(jīng)過(guò)成功的堆肥過(guò)程,可降解5080,蔗糖和淀粉的利用接近100。一般認(rèn)為,淀粉的消失是堆肥腐熟的標(biāo)志,且它可用淀粉點(diǎn)狀檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)。但是,堆肥物料中淀粉的存在并不多,被檢測(cè)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。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(kāi)始時(shí)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(guò)程的進(jìn)行, FA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

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