4.堆肥化原理与应用备课讲稿.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,华南理工大学环境学院 朱能武,*,4.堆肥化原理与应用,主要内容,问题的提出,堆肥化的概念和原理,堆肥系统及其设计,影响堆肥过程的主要因素,堆肥过程的微生物学与生物资源利用,华南理工大学环境学院 朱能武,一、问题的提出,华南理工大学环境学院 朱能武,有机固体废物的种类及数量：,城市生活垃圾的有机部分,0.8,亿吨,/,年,城市污泥,0.1,亿吨,/,年,作物秸秆,5,亿吨,/,年,畜禽粪便,40,亿吨,/,年,华南理工大学环境学院 朱能武,几种处理方法的比较,方法,周期,占地,投资,运行费用,臭味,无害化效果,堆沤,长,大,低,低,很浓,差,厌氧堆肥,长,大,低,低,很浓,差,快速烘干,短,小,高,高,不易控制,好,好氧堆肥,短,一般,一般,一般,易控制,好,好氧堆肥在有机固体废弃物处理中得到应用,华南理工大学环境学院 朱能武,Annual Operating Cost Comparison for Diversion and Disposal Using a Composting Facility,（,Joel Thompson et al，1999华南理工大学环境学院 朱能武,二、堆肥化的概念和原理,华南理工大学环境学院 朱能武,1.堆肥的概念,1.1 概念,堆肥化是在人工控制下，在一定的水分、,C/N,比和供氧条件下通过微生物作用，将有机物转化为稳定的、无害化的腐殖质样物质过程。堆肥化的产物称为堆肥,1.2 堆肥的目标,无害化:,GB7959-87,稳定化:易分解有机物转化为腐殖质样物质,减量化:有利于贮存和运输,体积的减小,重量的减轻,华南理工大学环境学院 朱能武,国家粪便无害化卫生标准（,GB7959-87）,编号,项目,卫生指标,1,堆肥温度,最高温度达50-55以上,持续5,d-7d,2,蛔虫卵死亡率,95%-100%,3粪大肠杆菌值,10,-1,-10,-2,4,苍蝇,有效控制苍蝇孳生,堆肥周围没有活的蛆、蛹或新羽化的成蝇,华南理工大学环境学院 朱能武,1.3 阶段划分与工艺流程,堆肥过程可划分为2个阶段：第一阶段为高速阶段，第二阶段是熟化阶段,结构调理剂,能量调理剂,前处理,高速阶段,堆肥产品,熟化阶段,底料,华南理工大学环境学院 朱能武,Hog manure can be composted and pelletized to produce a high quality organic-based fertilizer product,华南理工大学环境学院 朱能武,1.3 好氧堆肥的基本原理,微生物,H,2,O,有机,物质,O,2,热 量,能 量,物质分解产物,CO,2,、,H,2,O,等,腐殖质或堆肥,新的,微生物,死 亡,pH,华南理工大学环境学院 朱能武,三、堆肥系统及其设计,华南理工大学环境学院 朱能武,堆肥系统的比较,项目,条垛式,通风静态垛,反应器,级别,最简单,中级,高级,供氧方式,人工/机械翻堆,“烟囱效应”/强制通风,强制通风,高速期,1-3月,2-3,w,3-7,d,设备与投资,设备简单，投资低,设备相对简单，投资较低,设备复杂,投资高,产品稳定性,高,高,不稳定，后腐熟期长,供氧有效性,一般,好,好,过程控制,难,容易,极容易,占地面积,很大,一般,小,调理剂用量,大一般,小,气候影响,大,小,可忽略,对设备依赖,小,一般,高,华南理工大学环境学院 朱能武,调理剂的选择原则和选择程序,调理剂是用来调整堆料的特性（含水率、,C/N,比和堆料结构），使堆料保持一定的孔隙度以利于空气的运动,(,Robert,1992;Kuchenrither,等,1983),原则：,高,C/N,比和高,C,含量,低含水率,低容重,pH,值高或有一定的酸化缓冲能力,具有一定的结构支撑能力,来源广泛，价格低廉,华南理工大学环境学院 朱能武,调理剂的评价程序,选定调理剂的范围,调理剂的理化性质适用性,能否大量得到,调理剂排序,费用评价,是,是,否,排除,否,排除,华南理工大学环境学院 朱能武,四、影响堆肥过程的因素及控制,华南理工大学环境学院 朱能武,含水率：4080%,溶解有机物，参与微生物代谢,水分蒸发时带走热量,有机质含量：2080%,C/N,比：255,PH,值：69,通气量：0.040.08,L/min/kg volatile matter,提供氧气,调节温度,散除水分,堆体的温度：最关键因素，Tset,TTset,TT,L,通风,t,min,通风,t,max,堆体,微处理器,开风机,是,否,是,否,否,温度,是,否,是,图,C,温度反馈控制逻辑图,华南理工大学环境学院 朱能武,堆肥通风控制系统的影响因素及结果,（,Pereira-Neto,等,1987）,控制方式,维护性,控制阶段,费用,控制,堆体数,高温,其它,固定通风速率的时间控制,极好,一般,差,很低,1,通风速率变化的时间控制,极好,一般,一般,低,1,温度反馈控制,一般,极好,差,较高,1,通风速率变化的时间-温度反馈控制,一般,好,好,高,1,微电脑控制,较差,极好,极好,很高,25,华南理工大学环境学院 朱能武,堆肥过程参数的变化,物理参数：,气味,颜色,温度,含水率,堆体体积,华南理工大学环境学院 朱能武,化学参数,C/N,有机质含量,腐殖质,氮成分,CEC,华南理工大学环境学院 朱能武,堆肥腐熟度的指标及堆肥产品质量标准,物理方法：颜色、气味、温度等，只能定性描述，不能定量化,化学方法：应用广泛,生物方法：发芽指数、微生物活性,光谱分析法：有待于进一步研究,采用多种指标综合，才能恰当评价堆肥腐熟度,华南理工大学环境学院 朱能武,推荐的部分腐熟度指标,(,Chanyasak,等,1981;,Garcia,等,1992;,Hue,等,1995;,Bernal,等,1998),华南理工大学环境学院 朱能武,堆肥产品的质量标准,绿色产品基地有机肥质量标准,华南理工大学环境学院 朱能武,五、堆肥过程生物学问题与生物资源利用,华南理工大学环境学院 朱能武,研究方法,依赖计数、分离培养、生理生化鉴定,不依赖分离培养方法的探索，间接反映,细胞膜磷脂（,phospholipid fatty acids,PLFA,）,微生物醌（,microbial quinone profile,）,ATP,含量,微生物量（,microbial biomass,）,微生物特定的,DNA,或,RNA,片段，直接反映,rRNA,及其基因鉴定微生物,5S rRNA,基因携带的信息量有限（约,120bp,）,16S rDNA,，首次（,Muyzer et al,，,1993,）,华南理工大学环境学院 朱能武,有机固体废物堆肥化的生物学问题,新技术（分子生物学）的新成果,生物处理法的生物资源高效利用？,华南理工大学环境学院 朱能武,讨 论,固体废物堆肥化处理与利用,堆肥可能应用的领域。,堆肥应用可产生的效益分析。,堆肥技术在我国推广应用存在的障碍？,我国的有机固体废物处理的主要方向？,华南理工大学环境学院 朱能武,下一次安排,农业固废与农村生活垃圾处理与资源化,华南理工大学环境学院 朱能武,谢 谢 ！,华南理工大学环境学院 朱能武,此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢,