固體廢物處理與資源化技術(shù) 上海交大課程

第五章

固體廢物生物處理2010.1.9教材名稱《固體廢物處理與資源化技術(shù)》第五章固體廢物生物處理5.1概述5.2固體廢物堆肥化5.3固體廢物厭氧消化5.4固體廢物的水解與糖化處理5.5先進(jìn)生物處理技術(shù)大綱（一）堆肥過程控制方法（二）堆肥裝置及設(shè)計(jì)5.2.1堆肥工藝的定義與分類5.2.2堆肥化原理5.2.3堆肥化工藝5.2.4堆肥產(chǎn)物利用與精制本節(jié)課內(nèi)容以強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)堆肥裝置為例工藝過程原料預(yù)處理調(diào)質(zhì)一次發(fā)酵中間處理二次發(fā)酵分選破碎含水率孔隙度C/N接種破碎均質(zhì)成品精制分選磨細(xì)加富肥分堆肥過程控制方法有機(jī)物含量：越高越適宜，但過高將會(huì)使溫度超過微生物耐受限度

含水率：50?65%。糞便、污泥可用木屑、谷糠、秸稈等調(diào)節(jié)空隙率：>40%。木屑、谷糠、秸稈、惰性填充物C/N：

可調(diào)，取決于其生物有效C和有效N一、原料調(diào)質(zhì)原料有機(jī)物含量>30%可滿足成品質(zhì)量以及升溫與干化的要求一次發(fā)酵和二次發(fā)酵溫度(℃)過程時(shí)間(d)操作要點(diǎn)一次發(fā)酵升溫階段(30?40)高溫階段(45?65)降溫階段(<40)易生物降解物質(zhì)快速降解，初步穩(wěn)定4?12強(qiáng)制通風(fēng)翻堆攪拌二次發(fā)酵適溫階段(30?40)尚未分解的易分解物質(zhì)和較難分解的有機(jī)物進(jìn)一步分解，變成腐植酸、氨基酸等穩(wěn)定物質(zhì)，得到充分成熟的堆肥成品20?30自然通風(fēng)腐熟堆肥過程控制方法按耗氧速率的演化、比例分配二、通風(fēng)控制按O2與溫度進(jìn)行反饋控制

堆肥過程控制方法三、臭氣和滲濾液控制臭氣控制污水控制通風(fēng)控制密閉空間氣流處理貯存回噴溫度時(shí)間氧濃度堆肥過程控制方法重點(diǎn)：堆肥過程的物料衡算與熱量衡算四、物質(zhì)平衡物料平衡總物料重量

WMaterial一個(gè)堆肥系統(tǒng)中的物質(zhì)變化(kg)：干基重

WDry水分重

WWater有機(jī)質(zhì)

WVS灰分

Wash原水分

WRaw-water生物產(chǎn)水

WProduce-water物料于550℃燃燒測(cè)定其有機(jī)質(zhì)含量及灰分值測(cè)定物料含水率，100℃干燥Carbohydrates:每kgVS產(chǎn)水量：52.3%Protein:每kgVS產(chǎn)水量：78.6%系統(tǒng)能量平衡堆肥系統(tǒng)生物能→熱能干空氣升溫顯熱物料固體成分升溫顯熱水蒸發(fā)潛熱物料水分升溫顯熱氣流攜帶水蒸汽升溫顯熱外壁散熱耗能翻堆釋放熱量能量平衡系統(tǒng)能量平衡的計(jì)算生物產(chǎn)能Qbio干空氣升溫顯熱Qdry

air氣流攜帶水蒸氣升溫顯熱Qwatergas水蒸發(fā)潛熱Qevapo物料水分升溫顯熱Qwaterliquid

物料固體成分升溫顯熱Qdrysolid外壁散熱耗能Qloss翻堆釋放熱量Qturning有機(jī)質(zhì)降解產(chǎn)生熱量如何計(jì)算？

堆肥物料一般為生物有機(jī)質(zhì)，其好氧降解產(chǎn)生的熱量，隨不同物質(zhì)的化學(xué)差異而不同。

混合有機(jī)物中包含許多未知組分，很難

通過標(biāo)準(zhǔn)焓值估算有機(jī)物反應(yīng)熱。但可以通過量熱計(jì)以及一些經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。稻草→17.6MJ·kg-1VS

畜禽糞便→12.8MJ·kg-1VS

生活垃圾→10

MJ·kg-1VS污水廠污泥→19.6

MJ·kg-1VS

氣流中含有多少水蒸汽？單位：mmHgkg水/kg干空氣飽和蒸汽壓水蒸汽分壓Haug,1993.Thepracticalhandbookofcompostengineering不同溫度下的水蒸發(fā)潛熱？kJ·kg-1

基于熱平衡應(yīng)用