有机固体废物的生物处理.ppt

资源描述

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第五章有机固体废物的堆肥与发酵(生物处理),第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,1,主要内容,5.1 概述,5.2 好（耗）氧堆肥与厌氧发酵原理,5.3 简易沤肥技术,5.4 有机废物的堆肥工艺与控制,5.5 好（耗）堆肥设备,5.6 堆肥肥效和利用,5.7 厌氧发酵设备与工艺,5.8 沼气与沼渣的综合利用,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,2,定义与生物处理分类,堆肥化(composting):,是在控制条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，使可被生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物学过程。(促进来源于生物的有机废物发生生物稳定作用),堆肥化的产物堆肥(compost)：,一种深褐色、质地疏松、有泥土气味的物质，类似于腐殖质土壤，故也称为“腐殖土”，是一种具有一定肥效的土壤改良剂和调节剂。,堆肥化的分类,温度,:,中温堆肥和高温堆肥,技术,:,露天堆肥和机械密封堆肥。,特点：人工控制条件下进行；原料是固体废物中可降解的有机成分；,实质是生物化学过程；堆肥产品对环境无害,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,堆肥,10/27/2026,3,微生物生理学定义：,在没有外加氧化剂的条件下，被分解的有机物作为还原剂被氧化，而另一部分有机物作为氧化剂被还原的生物学过程。,现代工业定义：,利用微生物生产菌体、酶或各种代谢产物的过程(厌氧条件或有氧条件下发生)都称为发酵(或消化),环境污染治理角度：,以废水或固体废物中的有机污染物为营养源，创造有利于微生物生长繁殖的良好环境，利用微生物的异化分解和同化合成的生理功能，使得这些有机污染物转化为无机物质和自身的细胞物质，从而达到消除污染、净化环境的目的。,沼气生产技术的角度：,在厌氧条件下，利用厌氧微生物(特别是产甲烷细菌)新陈代谢的生理功能，将有机物转化成沼气的整个工艺生产过程。,发酵,定义与生物处理分类,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,4,好（耗）氧堆肥与厌氧发酵的原料,好氧堆肥与厌氧发酵的原料均为可通过生物化学过程降解转化的有机固体废物,城市垃圾,:,需经分选回收,畜禽粪便,:,有臭味，需进行除臭处理,污泥,:,工业废水处理污泥一般含有较高的重金属，要注意限制含重金属工业废水的排放，并从配方、添加剂、农艺措施等方面采取相应对策,农林废物,:,是进行堆肥和沼气发酵的理想材料,泔脚和食品废物,:,良好的堆肥和厌氧发酵用原料,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,6,主要内容,5.1 概述,5.2 好（耗）氧堆肥与厌氧发酵原理,5.3 简易沤肥技术,5.4 有机废物的堆肥工艺与控制,5.5 好（耗）堆肥设备,5.6 堆肥肥效和利用,5.7 厌氧发酵设备与工艺,5.8 沼气与沼渣的综合利用,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,7,5.2 好（耗）氧堆肥与厌氧发酵原理,好（耗）氧堆肥基本原理,好（耗）,氧堆肥原理,好（耗）,氧堆肥过程温度变化,好（耗）,氧堆肥微生物,影响堆肥的因素,堆肥的腐熟度及其判断,厌氧发酵原理,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,8,0.3-0.5,有机物的氧化分解,有机物的合成,堆肥中发挥作用的微生物主要为细菌和放线菌，其次还有真菌和原生动物等,来自有机垃圾固有的微生物种群,（一般城市垃圾中的细菌数量在10,14,10,16,个/kg）,来自人工加入的特殊菌种,10,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,10,好（耗）氧堆肥过程温度变化,潜伏阶段,微生物适应、驯化过程,中温阶段,也称产热阶段，堆肥初期，嗜温性微生物较为活跃。主要分解基质,;,糖类、淀粉类物质。堆体基本处于,15,45,0,C,范围内的中温。,高温阶段,堆温升至,45,0,C,以上，此阶段，嗜温性微生物受到抑制甚至死亡，嗜热性微生物成为主体。堆肥中较为复杂的有机物，如半纤维素、纤维素和蛋白质开始被快速分解,腐熟阶段,此时微生物的活性下降，发热量减少，温度下降。嗜温性微生物重占优势，对残余较难分解的有机物做进一步分解，腐殖质增多且稳定化，堆肥进入腐熟阶段。剩下的部分物质主要为难降解有机物和新形成的腐殖质。,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,11,温度：,堆肥的最佳温度在50一60,颗粒尺寸：,降低颗粒物尺寸，增加表面积，将促进微生物的活动并加快堆肥速度；而颗粒太细，又会阻碍堆层中空气的流动，将减少堆层中可利用的氧气量，反过来又会减缓微生物活动的速度。一般地说，适宜的粒径范围是12-60 mm,含水率：,堆肥原料的最佳含水率通常是在50一60%，含水率太低将影响微生物的生命活动，太高也会降低堆肥化速度，导致厌氧分解并产生臭气以及营养物质的沥出。,影响好氧堆肥的因素物理因素,影响好氧堆肥的因素生物因素,建立人工种群,堆肥发酵母液。,堆肥化效果,供氧量,含水率,温度和有机物含量,颗粒度,C/N,和,C/P,pH,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,13,适应新环境,嗜温性细菌、酵母菌、放线菌分解最易分解的可溶性物质，淀粉、糖类增多，温度45,嗜热性微生物、细菌；残留可溶性物质，纤维素、半纤维素、蛋白质，温度4570,嗜温性微生物、多为难分解物质，温度,小结,好,（耗）,氧堆肥过程,15,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,15,5.2 耗氧堆肥与厌氧发酵原理,好（耗）氧堆肥原理,好（耗）氧堆肥原理,好（耗）氧堆肥过程温度变化,好（耗）氧堆肥微生物,影响堆肥的因素,堆肥的腐熟度及其判断,厌氧发酵原理,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,16,厌氧发酵原理,第1阶段:不溶性大分子有机物经过,水解,而溶入水中，使颗粒状的各种可见物变成均质的溶液。此阶段起作用的为水解发酵细菌；,第2阶段:接连发生两次,产酸,过程，使溶液酸度增加,pH下降。此阶段起作用的为产乙酸细菌；,第3阶段:有机物中的碳最终以CH,4,和CO,2,等气态产物的形式释放到空气中。此阶段起作用的为,甲烷,菌。,厌氧发酵分为,酸发酵,和,甲烷发酵,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,18,厌氧发酵过程微生物群落,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,19,影响发酵细菌功能的环境条件,1、厌氧条件,产酸、产气均需在厌氧条件下进行,2、发酵细菌的营养及营养物比例,C/N/P=（30-20）：1：0.2,3、温度因素,常温发酵,(自然发酵),中温发酵,(28-38),高温发酵,(48-60),4、pH 值,水解过程与发酵菌及产氢产乙酸菌对pH值的适应范围大致为5-6.5，而甲烷菌对pH 值的适应范围为6.5-7.5。,5、添加物、抑制物,调节C/N比，避免重金属等有害物质,6、接种物保证细菌量和种群,7、搅拌防止局部酸积累和气阻,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,20,甲烷的形成量的计算,有机物厌氧分解的总反应:,稳定的厌氧发酵产生的沼气其甲烷含量在55%-65%之间,理论产甲烷量,理论产CO,2,量,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,21,主要内容,5.1 概述,5.2 耗氧堆肥与厌氧发酵原理,5.3 简易沤肥技术,5.4 有机废物的堆肥工艺与控制,5.5 耗氧堆肥设备,5.6 堆肥肥效和利用,5.7 厌氧发酵设备与工艺,5.8 沼气与沼渣的综合利用,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,22,简易沤肥方法,污水坑沤肥法,平地沤肥法,半坑式沤肥法,简易沤肥的影响因素,原料有机成分的含量,微生物量,含水率,pH值,空气供给,封泥：保温、保肥、防蝇和减臭味,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,24,简易沤肥的无害化处理,(1),加生石灰法,每担粪(约50kg)加生石灰0.5kg，搅匀后，2-3d便可达到无害化。但粪肥应在加生石灰3-5d后就施用，否则，会因加碱引起氨挥发，导致肥效降低。,(2),加农药处理法,每100kg粪便加“敌百虫”或“西维因”粉剂0.5kg，经混匀后，便可杀灭90%的钩虫卵和大部分蛔虫卵。,(3),加尿素法,每100kg粪便加1kg尿素，经2-4d后，就能杀灭大部分虫卵。这种肥施用时，要先兑水。稀释后再用，稀释比例一般按尿素与水之比为1：100为宜，否则浓度太大易损害农作物或园林植物。,25,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,25,主要内容,5.1 概述,5.2 好（耗）氧堆肥与厌氧发酵原理,5.3 简易沤肥技术,5.4 有机废物的堆肥工艺与控制,5.5 好（耗）氧堆肥设备,5.6 堆肥肥效和利用,5.7 厌氧发酵设备与工艺,5.8 沼气与沼渣的综合利用,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,26,好（耗）氧堆肥的基本工艺,加入堆肥底料的物料(无机物或有机物)，主要目的是减小底料容重，增加底料空隙，从而有利于通风,加入堆肥底料的一种有机物，用于增加可生化降解有机物的含量，从而增加混合物能量,5.4 有机废物的堆肥工艺与控制,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,28,主发酵(一次发酵),通常将堆体温度升高到开始降低为止的阶段称为主发酵期，城市有机固体废物的好氧堆肥主发酵期约为412 d。,主发酵可在露天或发酵装置内进行，通过翻堆或强制通风向堆积层或发酵装置内堆肥物料供给氧气。,好（耗）氧堆肥的基本工艺,30,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,30,后发酵（二次发酵）,主发酵工序尚未分解的有机物进一步分解，使之变成腐殖酸、氨基酸等比较稳定的有机物，得到成熟的堆肥制品。,通常，后发酵阶段的物料堆积成12m高的堆层，通过自然通风间歇性翻堆，进行敞开式后发酵，但需防止雨水流入。,时间20-30 d。,好（耗）氧堆肥的基本工艺,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,31,后处理,将仍然存在的塑料、玻璃、陶瓷、金属、小石块等杂物,分选去除。对粗堆肥产品再破碎、打包装袋。,好（耗）氧堆肥的基本工艺,脱臭,在堆肥过程中，由于堆肥物料局部或某段时间内的厌氧发酵会导致臭气产生，污染工作环境,堆肥过滤器(堆高约0.81.2m)，,当臭气通过该装置时，恶臭成分被熟化后的堆肥吸附，进而被其中的好氧微生物分解而脱臭,除臭装置,热力法,，将堆肥排气(含氧量约为18%)作为焚烧炉或工业锅炉的助燃空气，利用炉内高温热力降解臭味分子，消除臭味。,吸附法,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,32,贮存,贮存容量：夏冬贮存;贮存6个月生产量的库房。,贮存方式：,直接堆存,二次发酵仓存放,袋装存放,贮存环境要求干燥、透气,好（耗）氧堆肥的基本工艺,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,33,好（耗）氧堆肥的基本工艺,典型好（耗）氧堆肥工艺,好（耗）氧堆肥过程控制,5.4 有机废物的堆肥工艺与控制,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,34,典型好（耗）氧堆肥工艺,好（耗）氧静态堆肥工艺,一批原料堆积成条垛或置于发酵装置内后，不再添加新料和翻倒，直到堆肥腐熟后运出,35,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,35,好（耗）氧静态堆肥工艺,特点：强制通风较困难，易造成厌氧状态，使发酵周期延长,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,36,间歇式好（耗）氧动态堆肥工艺,原料分批发酵，一批原料堆积之后不再添加新料，待发酵成为腐殖土后运出,发酵形式通常采用,间歇翻堆的强制通风垛,或,间歇进出料的发酵仓,间歇式发酵装置有长方形池式发酵仓、倾斜床式发酵仓、立式圆筒型发酵仓等（,德国,Kaiserslautern,填埋场发酵仓,）,常州市垃圾处理场采用了间歇式好氧动态堆肥技术，其特点是采用分层均匀进出料方式：一次发酵仓底部每天均匀出料一层，顶部每天均匀进料一层，分层发酵。发酵仓内控制在一定温度内，促使菌种在最佳条件下繁殖。进出料及时，可大大缩短发酵周期(约为5d)，发酵仓数也可比静态一次性发酵工艺减少一半。,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,37,连续式堆肥采取连续进料和连续出料的方式，原料在一个专设的发酵装置内完成中温和高温发酵过程。,连续式好（耗）氧动态堆肥工艺,特点：,物料处于一种连续翻动的动态情况下，物料组分混合均匀，传质和传热良好，有机物的降解速率快，水分易蒸发，发酵周期短。,连续式堆肥可有效地处理高有机质含量的原料，因此在一些发达国家被广泛地采用（,德国,Kaiserslautern,填埋场动态堆肥处理线,）,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,38,好（耗）氧堆肥的基本工艺,典型好（耗）氧堆肥工艺,好（耗）氧堆肥过程控制,堆肥原料控制,C/N,比控制,水分控制,温度控制,通风供氧控制,pH,值,发酵周期,5.4 有机废物的堆肥工艺与控制,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,39,好（耗）氧堆肥过程控制,堆肥原料控制,40,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,40,C/N比控制,碳氮比为（,25-35,）：,1,时发酵过程最快,C/N,比低于,20,：,1,时，微生物的繁殖能量不足而受到抑制,C/N,比高于,40,：,1,时，堆肥施入土壤后，将会发生夺取土壤中氮素的现象，产生“氮饥饿”状态,初始原料的,C/N,比一般控制高于最佳值，取,35,：,1,成品堆肥的,C/N,比控制在（,10-20,）：,1,好（耗）氧堆肥过程控制,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,41,水分控制,堆肥中水分的主要作用：,溶解有机物，参与微生物的新陈代谢,水分蒸发时带走热量，起到调节堆肥温度的作用,生活垃圾堆肥时，水分含量50%-60%时最佳,W,m,W,c,W,b,为混合原料含水率、垃圾含水率、调节剂含水率,调节剂与垃圾的质量(沉重)比,好（耗）氧堆肥过程控制,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,42,温度控制,堆肥的初期，堆体温度一般与环境温度相近，经过嗜温菌,1,2d,的作用，堆肥温度达到,50,60,，此时，嗜温菌受到抑制，而嗜热菌进入激发状态,高温阶段，堆肥中的寄生虫和病原菌被杀死，一般经过,56d,时间，堆肥的无害化即可完成,后发酵阶段,(,二次发酵,),，由于大部分的有机物在主发酵阶段已被降解，热量的释放减慢，堆肥维持在中温,30,40,，这时堆肥产物进一步稳定，最后达到深度腐熟。,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,43,堆肥过程中，对堆体进行温度控制非常必要，在实际生产过程中往往可通过,温度-通风反馈系统,来完成温度的自动控制,好（耗）氧堆肥过程控制,温度控制,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,44,通风供氧控制,好（耗）氧堆肥过程控制,合适氧浓度大于,18%,最低不能小于,8%,维持氧浓度在,10%-18%,通气量通常取,0.6-1.8 m,3,/(d.kg,挥发性固体,),45,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,45,挥发性固体含量的测定方法,W,1,发酵原料重,W,2,105,0,C烘至恒重,W,3,550,20,0,C烘至恒重,原料的总固体百分含量,发酵原料总固体中,挥发性固体的百分含量,发酵原料中,挥发性固体的百分含量,好（耗）氧堆肥过程控制,通风供氧控制,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,46,好（耗）氧堆肥的通风供氧方式,通风供氧控制,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,47,pH值,pH值在7.5-8.5时,可获得最大堆肥降解速率,pH=7,8.5,2-3d,厌氧,pH=4.5-5.0,好（耗）氧堆肥过程控制,发酵周期,2-3个月,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,48,主要内容,5.1 概述,5.2 好（耗）氧堆肥与厌氧发酵原理,5.3 简易沤肥技术,5.4 有机废物的堆肥工艺与控制,5.5 好（耗）氧堆肥设备,5.6 堆肥肥效和利用,5.7 厌氧发酵设备与工艺,5.8 沼气与沼渣的综合利用,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,49,5.5 好（耗）氧堆肥设备,计量设备,进料供料设备,预处理设备,发酵设备,后处理设备,其他辅助处理设备,50,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,50,最小刻度,:,20kg,要求能处理,20t/d,或更大处理能力的处理系统必须装备一套以上计量系统,计量设备,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,51,进料供料设备,对于日处理量在,20 t,以上规模的堆肥场，,必须设置存料区。,存料区的容积一般要求达到最大日处理量,的,2,倍，以适应各种临时变动情况。,贮料装置,对于日处理量,20t,以下的堆肥场，则一般采用贮料池的形式,功能和存料区相同，但结构相对简单，造价也相对便宜。贮料池由地坑、固体废物输送设备、雨棚等组成,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,52,给料装置,进料供料设备,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,53,发酵设备,多层立式堆肥发酵塔通常由,5-8,层组成,内外层均由水泥或钢板制成,可堆肥物料由塔顶进入塔内，在塔内堆肥物料通过不同形式的搅拌翻动，逐层由塔顶向塔底移动，最后由最底层出料。,经分选后的一般经过,5,8d,的好氧发酵，堆肥物料即由塔顶移动至塔底而完成一次发酵,塔内温度分布从上层至下层逐渐升高，,最高温度在最下层。,通常以风机强制通风对塔内进行供氧，通过安装在塔身一侧不同高度的通风口将空气定量地通人塔内以满足微生物对氧的需求。,立式堆肥发酵塔通常为密闭结构，堆肥时产生的臭气能较好地进行收集处理，因此其环境条件比较好。,多层立式堆肥发酵塔,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,54,发酵设备,多层立式堆肥发酵塔,卧式堆肥发酵滚筒,（达诺式发酵滚筒）,卧式堆肥发酵滚筒的生产效率相当高，发达国家常采用它与立式堆肥发酵塔组合应用高速完成发酵任务，实现自动化生产。,55,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,55,深4-5m,强制鼓风,物料在其停留时间内受到位于旋转层的螺旋钻的搅拌，这样的操作可以防止沟槽的形成，并且螺旋钻的形状和排列能经常保持空气的均匀分布。,发酵仓每天顶部进料一层，底部出料一层,发酵设备,筒仓式堆肥发酵滚筒,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,56,发酵设备,戽斗式翻倒式发酵池,箱式堆肥发酵池,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,57,条垛式发酵就是将物料铺开排成行，在露天或棚架下堆放，每排物料堆宽约46m，高2m左右，堆下可配有供气通气管道，也可不设通风装置，根据实际情况，采用不同的翻堆发酵设备。,条垛式堆肥系统的翻堆设备分为三类：,斗式装载机或推土机,垮式堆肥机,侧式翻堆机,发酵设备,条垛式发酵设备,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,58,堆,肥,化,设,备,堆肥化,设备,破碎设备,混合设备,输送设备,分离设备,斗式装载机或推土机、垮式翻堆机、侧式翻堆机,应使堆肥产品质量高、操,作员少、臭味控制有效、,空间限制少、环境影响小等优,点。垂直、倾斜及水平固体流,生物过滤器：熟化的堆,肥、树皮、木片、粒状的,泥炭等，负荷为,80120 m,3,m,-3,h,-1,)，,出气温度维持在2040；,物料处理设备,翻堆设备,堆肥反应器系统,除臭设备,堆肥化设备小结,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,59,主要内容,5.1 概述,5.2 好（耗）氧堆肥与厌氧发酵原理,5.3 简易沤肥技术,5.4 有机废物的堆肥工艺与控制,5.5 好（耗）氧堆肥设备,5.6 堆肥肥效和利用,5.7 厌氧发酵设备与工艺,5.8 沼气与沼渣的综合利用,60,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,60,5.6 堆肥肥效和利用,垃圾堆肥肥效,提供有机质，增加土壤有机质含量，改善土壤结构,提供,N,、,P,等营养元素，及,B,、,Mn,、,Cu,、,Mo,、,Zn,等微量元素，增加土壤养分,堆肥中丰富的土壤元素，为土壤微生物提供了充足的养分和能源，从而提高土壤生物活性,有机肥的农业利用,与化肥混合使用,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,61,主要内容,5.1 概述,5.2 好（耗）氧堆肥与厌氧发酵原理,5.3 简易沤肥技术,5.4 有机废物的堆肥工艺与控制,5.5 好（耗）氧堆肥设备,5.6 堆肥肥效和利用,5.7 厌氧发酵设备与工艺,5.8 沼气与沼渣的综合利用,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,62,5.7 厌氧发酵设备与工艺,甲酸/甲醇/甲胺/乙酸,基质,1,2,3,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,63,传统发酵系统,现代大型工业化沼气发酵设备,发酵工艺,5.7 厌氧发酵设备与工艺,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,64,传统发酵系统,水压式沼气池工作原理,65,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,65,发酵间和贮气间分开压力低、发酵好、产气多等优点,气压不够稳定,气压稳定,传统发酵系统,优点：,结构简单、造价低，施工方便,缺点：,气压不稳定，对产气不利；,原料利用率（仅10%-20%）；,大换料和密封都不方便；,产气率低，防渗措施要求高,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,66,浮罩式贮气,发酵池工艺操作简便，造价低廉,立式圆形半埋式沼气发酵池组,传统发酵系统,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,67,联合沼气池：数个沼气池串联使用,传统发酵系统,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,68,现代大型工业化沼气发酵设备,发酵罐类型,欧美型,AngloAmerican shape,这种结构的发酵罐，其直径高度一般大于1，顶部有浮罩，顶部和底部都有一小坡度，并由四周向中心凹陷，形成一个小锥体。在运行过程中，发酵罐底部的沉积以及表面的浮渣层等问题可通过向罐中加气形成循环对流来消除。,经典型,classical shape,发酵罐在结构上主要分三部分，中间为直径高度为1的圆桶，上下两头分别有一个圆锥体。底部锥体的倾斜度为1.0-1.7，顶部为0.6-1.0。经典型结构有助于发酵物料处于均匀、完全的循环状态。,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,69,蛋型,egg shape,蛋型发酵罐是在古典型发酵罐的基础上加以改进而形成的,两个特点：,发酵罐两端的锥体与中部罐体结合时，光滑的，逐步过渡的，这样有利于发酵物料的彻底循环，不会形成循环死角；,底部锥体比较陡峭，反应物料与罐壁的接触面积比较小,这二者为发酵罐内物料形成循环及均一的反应工况提供了最佳条件。,发酵罐类型,欧洲平底型,European plain shape,欧洲平底型发酵罐的各类指标介于欧美型与经典型之间。同经典型相比，它的施工费用较低，同欧美型相比，其直径高度更合理。,物料循环系统,动力泵,混合搅拌装置,加气设备,70,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,70,发酵工艺,传统沼气发酵工艺类型,温度,高温发酵,常温发酵,中温发酵,发酵级数,单级发酵,多级发酵,投料运转方式,批量发酵,半连续发酵,两步发酵,连续发酵,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,71,连续发酵,从投料启动并稳定运行后，按一定的负荷量连续进料，此发酵工艺能保持稳定的有机物消化速度和产气率，适于处理来源稳定的城市污水、工业废水和大中型畜牧场的粪便等。,发酵工艺,半连续发酵,启动时一次性投入较多的发酵原料，当产气量趋于下降时，开始定期添加新料和排出旧料，以维持比较稳定的产气率。我国广大农村由于原料特点和农村用肥集中等原因，主要采用这种发酵工艺,。,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,72,批量发酵,一次投料发酵，运转期中不添加新料，当发酵周期结束后，取出旧料再重新投入新料发酵。这种发酵工艺的产气量在初期上升很快，维持一段时间的产气高峰后，即逐渐下降。因此，该工艺的发酵产气是不均衡的。目前，该工艺主要应用于研究有机物沼气发酵的规律和发酵产气的关系等方面。,发酵工艺,两步发酵,根据沼气发酵分段学说，将沼气发酵全过程分成两个阶段，在两个池子内进行。第一个水解产酸池，装入高浓度的发酵原料，在此沤制产生浓挥发酸溶液。第二个产甲烷池，以水解池产生的酸液为原料产气。该工艺可大幅度提高产气率，气体中甲烷含量也有提高。同时实现了渣液分离。,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,73,现代大型工业化沼气发酵工艺流程,预处理,沼气利用发电,沼气产品,沼气渣堆肥,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,74,主要内容,5.1 概述,5.2 好（耗）氧堆肥与厌氧发酵原理,5.3 简易沤肥技术,5.4 有机废物的堆肥工艺与控制,5.5 好（耗）氧堆肥设备,5.6 堆肥肥效和利用,5.7 厌氧发酵设备与工艺,5.8 沼气与沼渣的综合利用,75,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,75,5.8 沼气与沼渣的综合利用,沼气的利用,沼液与沼渣的综合利用,沼气的净化,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,76,沼气的利用,(1)沼气作生活燃料,(2)沼气作运输工具的动力燃料,(3)沼气用来发电,(4)沼气作化工原料,(5)沼气孵化禽类,(6)沼气用于蔬菜种植，增产效果显著,(7)用沼气贮粮防虫,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,77,沼液与沼渣的综合利用,沼液称为,沼气水肥,，沼渣称为,沼气渣肥,沼气向高附加值化工产品转化,2CH,4,+0,2,(CH,3,-O-CH,3,)+H,2,O,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,78,固体废物的其他生物处理技术,蚯蚓处理技术,蚯蚓-微生物处理系统,处理对象与作用：1、生活垃圾、农林废弃物、畜禽粪便中除金属、,玻璃、塑料、橡胶外的有机物降解；,2、固体废物中重金属的富集如富集镉,蚯蚓生态滤池,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,79,本章作业,1、解释名词：堆肥化；堆肥；一次发酵（主发酵）；,二次发酵（后发酵）等。,2、分析三段发酵理论和二段发酵理论的异同点,3、堆肥中发挥作用的微生物主要有哪些类别？各有什,么作用？,4、影响堆肥化的因素有哪些？如何控制？,5、发酵仓的结构形式有那些？,80,第 5 章有机固体废物的堆肥与发酵,10/27/2026,80,

展开阅读全文