3.第4节 有机垃圾的堆肥

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,4,节 有机垃圾的堆肥,一、概况,（一）城市垃圾处理的现状,（二）城市垃圾堆肥化处理的意义,（三）堆肥的限制及发展前景,二、有机垃圾的堆肥化,（一）堆肥化定义、堆肥作用及用途,（二）堆肥原理,（三）堆肥基本工序,三、可堆肥原料的选择及工艺,（一）概述,（二）城市垃圾,（三）畜禽粪便,四、小型堆肥设备及其运行,（一）概述,（二）小型堆肥设备及其运行,一、概况,（一）城市垃圾处理的现状,随着城市居住人口的增加和生活水平的提高,城市生活垃圾数量逐年增长。据不完全统计,我国仅,2001,年产生的生活垃圾已达,1.5,亿多吨,并仍以每年,10%,的速度增加。,垃圾未经无害化处理，裸露堆置，致使垃圾中的有害成分对大气、土壤、水体造成严重污染，不仅破坏了城市的生态环境，而且还危害了人们的身体健康。,处理城市生活垃圾已成为现代城市环境保护中十分突出的问题。,城市生活垃圾的处理处置方法比较多,主要有卫生填埋、焚烧和堆肥。,这三种方法不仅资源化产品类型不同,而且占地面积、处理过程、对环境二次污染以及投资额和效益都不相同,(,表,1),。,（二）城市垃圾堆肥化处理的意义,目前，城市垃圾的综合化、减量化、无害化、资源化处理是社会可持续发展的必由之路。,用堆肥法处理城市生活垃圾不但可以变废为宝,还能节约垃圾填埋所占土地,并减轻垃圾焚烧对大气的污染,在安全和经济方面明显优于其他方法而成为目前最有发展潜力的垃圾处理技术。,近年来,研究和开发具有良好减量化和资源化效果的堆肥处理技术在国际上日益受到重视。,（三）堆肥的限制及发展前景,1.,堆肥的限制,在欧美发达国家，垃圾收集多是分类进行。但生活垃圾用作堆肥原料还是受到限制。,只是来自庭院修剪物，果品蔬菜加工废物、厨余残渣、养殖场动物粪便和酿造厂废物等原料，所堆制的有机肥料方可用于农业生产；,一般的垃圾混合堆肥只能用于城市园林、沙漠、盐碱地、海边滩涂绿化和森林植被保护。,我国堆肥历史悠久，实践经验也比较成熟，但目前所面临的问题是：,堆肥原料分选和收集困难，特别是城市垃圾中有机成分和无机成分、可燃成分和不可燃成分常混在一起收集和运输，其它的堆肥原料，如农林废物、畜禽粪便等，集中化的收集和处理体系尚未形成。,堆肥的技术和装置水平不高，难以满足大规模农用的质量和卫生要求。,堆肥操作占地大、且堆制过程常有恶臭产生，污染了环境。,堆肥的成本偏高，周期长，与化肥相比，在市场上缺乏竞争力。,2.,堆肥的发展前景,近年来许多国家以不同方式发展堆肥技术，使垃圾堆肥又有所回升。发展较快的方式有两种。,一是庭院垃圾堆肥的回归。,二是有机肥、腐殖类肥料、无机有机复合肥、微生物肥等新型肥料技术的发展。,人们对垃圾堆肥的概念也有了变化，垃圾堆肥不再被视为一种肥料，而被视为一种土壤改良剂，并且开辟了垃圾堆肥产品的多种用途，如作为路基填充物、建材添加物等。,国外有机垃圾的堆肥技术将朝着精化和多用途方向发展。国外开发了一种利用,EM,菌（有效微生物菌群）发酵垃圾的堆肥技术。,EM,菌群是由光合细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌等大约,80,种微生物培养而成的菌群。将这种液态的,EM,菌种按,1,：,50,的比例加入麦糠、稻壳、糖稀等进行搅拌发酵，最后制成粉末状的,EM,菌种。,利用这种菌种进行堆肥，可缩短堆肥周期，而且有机物腐熟均匀，操作简单。,生产高质量的精堆肥和多用途的复合肥也是我国堆肥产品发展的趋势。使用优质的有机肥，发展有机农业，生产绿色食品，已成为世界农业的主流。,现在西方国家提倡发展有机农业、生态农业、生物农业等，即尽可能不用人工合成的化学药品；提倡依靠轮作、施用人畜粪尿等有机废物供给作物养分，保持土壤肥力；采用生物防治技术控制病虫杂草。,这些回归自然的农业模式是与我国传统农业的特色非常相符。,3.,多元化垃圾综合处理系统的设想,任何一种垃圾处理技术都有各自的优势和局限性,都只是针对生活垃圾中某些组份,而并非全部垃圾,单靠一种处理技术难以满足数量日益增多、成份日益复杂的城市生活垃圾的处理要求。,生活垃圾组成不稳定,变化大,单种的垃圾处理技术抗冲击力小,所以生活垃圾的处理发展方向是多元化垃圾综合处理系统,针对不同的垃圾采用相应的处理方式。,所谓综合处理系统就是卫生填埋、焚烧、堆肥等多种垃圾处理系统的有机结合,因地制宜,充分发挥各种垃圾处理系统的优势,扬长避短,从而真正实现生活垃圾的无害化、减量化和资源化。,在多元化垃圾综合处理系统中,先进行垃圾分选,垃圾分选不仅可回收有用物质,分选出危险废物,而且也是后续各种处理的基础,。,源头分类收集是最理想的,费用低,可回收物质上污染物少,有利于可回收物质的回收利用。目前，,因受社会条件制约,还尚未做到源头分类收集。,现在主要利用大型垃圾分选中转站,对垃圾进行有效分选后,运往各种垃圾处理场。多元化垃圾综合处理系统流程可设想如图,1,所示,当然其分选技术、设备、流程等都可依当地实际条件而变。,实行多元化垃圾综合处理系统,不仅可以完全处理垃圾,而且可以优化各种处理技术的条件,降低处理成本。,对于有机物含量高的垃圾（,60%,70%,）,这种垃圾用于焚烧必须先烘掉部分水分,使焚烧处理工艺复杂,成本升高,;,而若用于卫生填埋,必将产生大量高浓度的垃圾渗滤液,处理困难而且成本高,而综合处理系统可将,60%,70%,的有机物分选出用于堆肥处理,不仅可避免高水分含量给焚烧带来的麻烦,也可避免渗滤液造成的二次污染,同时还可生产有机肥料,获得较好的经济效益。,对于可燃有机物垃圾（,20%,30%,）,含水量低,热值高,容易燃烧,如分选出进行焚烧处理,不仅可使垃圾减量、无害,还可产生热能。如直接进行填埋或堆肥会造成很大的浪费。,垃圾中还含有很多碎石,灰渣,玻璃等无机物,如只采用焚烧时,只会消耗能量,而达不到减量化,而且还会给焚烧处理带来麻烦。,采用堆肥时,它们不能被微生物降解,会造成堆肥质量差,堆肥出售价格降低,所以在综合处理系统中,它们分选后,直接进行填埋,可有效的改善焚烧和堆肥的条件,提高效益。,由此可见,采用多元化垃圾综合处理系统是十分可行的,尤其是在垃圾产生量大的大城市。,这种方法可以使垃圾做到合理处理和利用,使资源回收充分,处理效率提高,同时也克服了填埋、焚烧和堆肥的缺点,发挥了各自的优势,.,二、有机垃圾的堆肥化,（一）堆肥化定义、堆肥作用及用途,堆肥是实现有机垃圾资源化、减量化的一条重要途径。,1.,堆肥化定义：,堆肥化就是在人工控制下，在一定的湿度、温度、,C/N,比和通风条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物的发酵作用，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物学过程。,堆肥化的产物称为堆肥。它是一种深褐色、质地疏松、有泥土气味的物质，类似于腐殖质土壤，它是具有一定肥效的土壤改良剂和调节剂。,2.,堆肥化分类,堆肥化系统有三种分类方法：,按需氧程度分，有好氧堆肥和厌氧堆肥；按温度分，有中温堆肥和高温堆肥；按技术分，有露天堆肥和密封堆肥。习惯上都按好氧堆肥和厌氧堆肥区分。,现代化堆肥工艺，基本上都是好氧堆肥。好氧堆肥具有温度高、基质分解较彻底、堆制周期短、异味小、可以大规模采用机械处理等优点。,厌氧堆肥产品中的氮保存量比较多，但堆制周期长，异味浓烈，产品中含有分解不充分的杂质。,3.,堆肥作用,堆肥化是将可降解的有机垃圾人为地发酵成腐殖质的过程。施用堆肥后，能增加土壤中稳定的腐殖质，形成土壤的团粒结构，并具有以下一系列作用。,使土壤疏松、增加保水性、透水性及渗水性。,肥料中,N,、,P,、,K,等营养成分是阳离子形态，腐殖质带负电荷，有吸附阳离子作用，有助于提高保肥能力。,腐殖质中某种成分有螯合作用，可使金属维持在液化状态，能抑制活性铝和磷酸结合，减少对作物的危害。,腐殖质有缓冲作用，水分不足时，可防止植物枯萎。,堆肥是缓效性肥料。与硫铵、尿素等化肥中的氮不同，堆肥中的氮肥几乎都以蛋白质的氮形态存在。施用堆肥不会出现施用化肥那样短暂有效或施肥过头的情况。,4.,堆肥用途,堆肥的用途很广，既可以用作农田、果园、菜园、苗圃、畜牧场、庭院及景区绿化等肥料，也可以用来制作蘑菇盖面、过滤材料、隔音板及纤维板等。施用堆肥时，需注意以下几个问题：,成熟的堆肥富含有活的微生物，所以用于农田施肥时，最好让其在土壤表面暴露于空气中，也可适当混入土层中。堆肥的厚度不要超过,2,厘米。,新鲜堆肥宜用作底肥。,城市垃圾堆肥,C/N,比大，即含氮量低，最好和氮肥配合施用，以免出现土壤,“,氮饥饿,”,现象。,堆肥不应装在密封的袋中搬运或保存。必要时，在袋上开流通孔。,（二）堆肥原理,根据堆肥化过程中微生物对氧气不同的需求情况，可以把堆肥化方法分成好氧堆肥和厌氧堆肥两种。,好氧堆肥是在通气条件好，氧气充足的条件下借助于微生物的生命活动降解有机物，通常好氧堆肥温度高，一般在,55-60,0,C,，极限可达到,80-90,0,C,。,厌氧堆肥是在通气条件差、氧气不足的条件下借助厌氧微生物发酵堆肥。,1.,好氧堆肥原理,好氧堆肥是在有氧条件下，堆肥化过程中其有机垃圾的可溶性物质可透过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物直接吸收；而不溶的胶体有机物质，先被吸附在微生物体外，依靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性物质，再渗入细胞。,微生物通过自身的生命代谢活动，进行分解代谢和合成代谢，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并释放出能量，把另一部分有机物转化合成新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多的生物体。,好氧堆肥过程可大致分成三个阶段。,中温阶段：是指堆肥过程的初期，堆层基本呈,15-45,o,C,的中温，嗜温性微生物较为活跃，并利用堆肥中可溶性有机物进行旺盛的生命活动。,这些嗜温性微生物包括真菌、细菌和放线菌，主要以糖类、淀粉类为基质。,高温阶段：,当堆肥温度升至,45,o,C,以上时即进入高温阶段，这时主要是嗜热微生物起作用。,堆肥中残留的和新形成的可溶性有机物质继续被氧化分解，复杂的有机物如半纤维素、纤维素和蛋白质也开始被强烈分解。,通常在,50,o,C,左右最活跃的是嗜热性真菌和放线菌，当温度上升到,60,o,C,时，真菌几乎完全停止活动，仅为放线菌和细菌的活动；,温度升到,70,o,C,以上时，对大多数嗜热性微生物已不再适应，而进入死亡和休眠状态。在此阶段病原菌和寄生虫大多数可被杀死。,现代化堆肥生产的最佳温度一般为,55,o,C,。,降温阶段：,在内源呼吸后期，只剩下部分较难降解的有机物和新形成的腐殖质。,此时微生物的活性下降，发热量减少，温度下降，嗜温性微生物又占优势，,对残余较难分解的有机物进一步分解，腐殖质不断增多且稳定化，堆肥进入腐熟阶段，,需氧量大大减少，含水量也降低，堆肥物孔隙增大，氧扩散能力增强，此时只需自然通风。,2.,厌氧堆肥原理,厌氧堆肥是利用厌氧微生物进行的一种腐败发酵分解，其终产物除二氧化碳和水外，还有氨、硫化氢、甲烷和其它有机酸等还原性终产物。,厌氧堆肥需要的时间较长。传统的农家肥就是厌氧堆肥。,3.,堆肥微生物,堆肥中发挥作用的主要是细菌和放线菌，还有真菌和原生动物等。随着堆肥化过程，堆肥微生物的种群和数量也随之发生变化。,在堆肥初期温度低于,40,o,C,时，嗜温性细菌占优势，当堆肥温度升至,40,o,C,以上时，嗜热性细菌逐步占优势。此阶段多数是杆菌。,成品堆肥散发的泥土气息是放线菌引起的。在堆肥化的过程中它们分解诸如纤维素、木质素、角质素和蛋白质这些复杂有机物。,真菌能忍受低温，堆肥后期当水分逐渐减少时发挥着重要作用。,微型生物如轮虫、线虫、跳虫、潮虫、甲虫和蚯蚓通过在堆肥中移动和吞食作用，能消纳部分有机废物，还能增大表面积，并促进微生物的生命活动。,4.,影响堆肥化的因素分析,C/N,比和,C/P,比,碳提供能源和组成微生物细胞,50%,的物质，氮则是构成蛋白质、核酸、氨基酸、酶等细胞生长必需物质的重要元素。,堆肥,C/N,比最佳值（,25-35,）：,1,，最多不能超过,40,，应通过补加氮素材料来调整,C/N,比，如畜禽粪便、肉食品加工废弃物等。,磷是磷酸和细胞核的重要组成元素，也是生物能,ATP,的重要组成成分，一般要求堆肥料的,C/P,比在（,75-150,）：,1,为宜。,含水率,堆肥原料的最佳含水率通常是在,50%-60%,，当含水率太低（,30%,）时将影响微生物的生命活动，太高也会降低堆肥速度。,温度,一般认为高温菌对有机物的降解效率高于中温菌，初堆肥时，堆体温度一般与环境温度相一致，,经过中温菌,1-2,天的作用，堆肥温度便能达到高温菌的理想温度,50-65,o,C,，在这样的高温下，一般堆肥只要,5-6,天即可达到无害化。,通风供氧,堆肥过程中合适的氧浓度为,18%,，一旦低于,8%,，容易使堆肥厌氧而产生恶臭。,PH,值,微生物的降解活动，需要一个微酸性或中性的环境条件。,但大部分植物残渣都有很高的酸性，,PH,值为,4.5-6.0,。因此需要添加石灰中和，一般向每吨堆料中加,0.6-6.1kg,消石灰或,0.8-8.5kg,的碳酸钙。,如果采用畜禽粪便作为氮源，其中的氨气会中和堆腐材料中的有机酸。,接种剂,向堆肥中加入接种剂可以加快堆腐材料的发酵速度。向堆肥中加入分解较好的厩肥或加入占原始材料体,10%-20%,的腐熟堆肥，能加快发酵速度。,堆肥原料尺寸,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；,但是原料太细，将会减少堆层中可利用的氧气量，又会影响微生物的活动，抑制堆肥速度。,5.,堆肥腐熟度评价,堆肥腐熟度评价是保证有机废物达到无害化处理的必要环节。用于腐熟度评价的指标和方法有物理和化学方法、微生物活性、酶学分析以及植物毒性分析等，较常用有温度、固相,C/N,值、液相,C/N,值、,NH,4,+,-N,含量等。,堆肥二次发酵阶段温度明显下降，当堆体温度趋于环境温度时，堆肥已经腐熟化，且熟化堆肥是无恶臭气味，呈均匀褐色的疏松团粒结构。,固相,C/N,比从开始（,25-30,）：,1,减至,20,：,1,以下时堆肥达到腐熟。一般液相,C/N,比为（,5-6,）：,1,时为腐熟堆肥。,NH,4,+,-N,含量,400mg/kg,时堆肥腐熟。,（三）堆肥基本工序,目前堆肥生产一般采用高温好氧堆肥工艺。尽管堆肥工艺多种多样，但其基本工序通常都由前处理、主发酵（一次发酵）、后发酵（二次发酵）、后处理及贮藏等工序组成。,1.,前处理,在以家畜粪便、污泥等为堆肥原料时，前处理主要是调整水分和,C/N,比，或者添加菌种和酶制剂。,在以城市生活垃圾为堆肥原料时，由于其中含有粗大垃圾和不能堆肥的物质，前处理包括破碎、分选、筛分等工序。一般适宜的粒径范围是,12,60mm,。,2.,主发酵（一次发酵）,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供给氧气。,在露天或发酵装置内堆肥时，发酵初期物质的分解作用是靠嗜温菌（,30,o,C,40,o,C,为其最适宜生长温度）进行的，随着堆温的升高，适宜,40,o,C,65,o,C,生长的嗜热菌取代了嗜温菌。,通常，将温度升高到开始降低为止的阶段为主发酵阶段。以生活垃圾和家畜粪尿为主体的好氧堆肥，主发酵约,4,12,天。,3.,后发酵（二次发酵）,经过主发酵的半成品被送到后续发酵工序，将主发酵工序尚未分解的易分解和较难分解的有机物进一步分解，使之变成腐殖质、氨基酸等比较稳定的有机物，得到完全成熟的堆肥制品。,通常，把物料堆积到,1,2,米高以进行后发酵，并要有防雨水流入的装置，有时还要进行翻堆通风等。后发酵时间通常在,20,30,天。,4.,后处理,根据堆肥应用的要求，经过二次发酵的物料常常需要进一步的后处理。,比如，在从城市生活垃圾精制堆肥时，在预分选工序没有去除的塑料、玻璃、陶瓷、金属、小石块等杂物依然存在，,因此需要经过一道分选工序以去除杂物，并进行再次破碎。,5.,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。,所以，必须进行堆肥排气的脱臭处理。去除臭气的方法主要有化学除臭剂除臭、碱水和水溶液过滤、熟堆肥或活性炭、沸石等吸附剂过滤。,较为常用的除臭装置是堆肥过滤器，当臭气通过该装置时，恶臭成分被熟化后的堆肥吸附，进而被其中好氧微生物分解而脱臭。,6.,贮存,堆肥一般在春秋两季使用，夏冬两季生产的堆肥只能贮存，所以要建立可贮存,6,个月生产量的库房。,贮存方式可直接堆存在二次发酵仓中或袋装，要求干燥而透气。如果受潮则会影响制品的质量。,三、可堆肥原料的选择及工艺,（一）概述,按照规定，堆肥原料特性应满足：,可堆肥原料密度一般为,350,650kg/m,3,；,组成中（湿重）有机物含量不少于,20%,；,原料含水率为,40%,60%,；,原料,C/N,比为（,20,30,）：,1,。,可供堆肥的原料种类很多，有城市垃圾、畜禽粪便、污泥、农林废物、工业废物等。,由于堆肥原料的来源不同。有机物含量也不同，决定了堆肥工艺也会有所差异。,1.,堆肥原料中有机物含量的调节,适当调整和适当增加堆肥原料的有机组分十分必要,具体做法是：,对堆肥原料进行预处理，通过破碎、筛分等工艺去掉其中的部分无机成分，使有机物含量提高到,50%,以上；,发酵前在堆肥原料中掺入一定比例的稀粪、城市污水、污泥、畜粪等，这样既可增加堆肥原料中的有机物含量，又可调节原料的含水率；,城市生活垃圾和污泥混合堆肥，这种方法既可以提高堆肥有机物含量，又能同时解决城市生活垃圾和下水污泥的出路问题。,2.,堆肥过程中,C/N,比控制,碳主要为微生物生命活动提供能源，氮则用于合成细胞原生质。正常的好氧,堆肥原料,中要求有一定的,C/N,比，一般，,C/N,比为（,25,35,）：,1,时发酵过程最快。,若,C/N,比低于,20,：,1,，微生物的繁殖就会因能量不足而受到抑制，导致分解缓慢且不彻底。,若,C/N,比过高，超过,40,：,1,，则在堆肥施入土壤后，将会发生夺取土壤中氮素的现象，导致对作物生长产生不良影响。,总的趋势是，随着堆肥发酵的进行，在整个过程中,C/N,比逐渐下降。,为保证成品堆肥中一定的,C/N,比，一般为,10,20,：,1,，必须调整好堆肥原料的,C/N,比。,调整方法是加入人粪尿、畜粪以及城市污泥等调节剂，使,C/N,比调到,30,：,1,以下。,当有机原料的,C/N,比为已知时，可按下式计算所需添加的氮源物质的数量。,K=C,1,+C,2,/N,1,+N,2,式中，,K,为混合原料的,C/N,比，通常最佳范围值，配合后为,35,：,1,；,C,1,、,C,2,、,N,1,、,N,2,分别为有机原料和添加物料的碳、氮含量。,（二）城市垃圾,随着城市数量增多、规模扩大和人口的增加，全球城市废弃物的产生量迅速增长，其中固体垃圾在现代城市产生的废弃物中占据的比例越来越大。,以我国为例，,1980,年的垃圾为,3132,万吨，,1995,年达到了,10748,万吨，增加了,243.2%,。,2000,年我国城市垃圾产生总量超过了,1.2,亿吨。,下面从废物资源化角度介绍一下城市有机垃圾的堆肥技术。,1.,城市生活垃圾的组成和分类,城市垃圾的组成较为复杂，一部分由玻璃、塑料和金属等组成，另一部分是可分解的固体有机物，如纸张、食物垃圾、污水垃圾、枯枝落叶、大规模畜牧场和养殖场产生的废物等。,大量的垃圾在收集、运输和处理处置过程中，含有或产生的有害成分，会对大气、土壤、水体造成污染，不仅严重影响城市环境卫生质量，而且危害人们身体健康，成为社会公害之一。,根据城市垃圾的性质，能用作堆肥原料的仅是其中的有机物，不可堆腐物必须经过分选回收等手段去除后，才能用于生产堆肥。,目前，在日本及欧洲，垃圾常分为三类分别处理：一类为可再循环利用垃圾，如玻璃、金属和塑料；一类为能完全降解的垃圾，如蔬菜垃圾、纸张和生活垃圾；最后一类为其余物质和有害垃圾。,由于家庭垃圾的分类使堆肥技术得到了很大的发展。,仅在德国，每年估计需要,200,万吨堆肥，其中,108,万吨用于农业；,12,万吨用于葡萄栽培；,10,万吨用于林业；,36,万吨用作基质或土壤；,34,万吨用于土壤改良。,2.,典型的城市垃圾堆肥工艺,好氧静态堆肥工艺：,此工艺可分为一次性发酵和二次发酵工艺。,静态堆肥常采用露天的静态强制通风垛形式，或在密闭的发酵池、发酵箱、静态发酵仓内进行。,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。,由于堆肥物料一直处于静止状态，导致物料及微生物生长的不均匀性，尤其是对有机质含量高于,50%,的物料，静态强制通风较困难，易造成厌氧状态，使发酵周期延长，因此，该工艺有其局限性。,间歇式好氧动态堆肥工艺：,它是将原料一批批地发酵，一般采用间歇翻堆的强制通风垛或间歇进出料的发酵仓。,对于高有机质含量的物料，在采用强制通风的同时，用翻堆机械将物料间歇性地翻堆，以防止堆肥物料结块，使其混合均匀，有利于通风，从而加快发酵过程，缩短发酵周期。,间歇式发酵装置有长方形池式发酵仓、倾斜床式发酵仓、立式圆筒形发酵等，各配设通风管，有的还配设搅拌或翻堆装置。,连续式好氧动态堆肥,连续式堆肥是一种发酵时间更短的动态一次发酵工艺。它是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进行一次发酵过程。,物料处于一种连续翻动的动态情况下，物料组分混合均匀，易于形成空隙，水分易于蒸发，因而使发酵周期缩短，可有效的杀灭病原微生物，并可防止异味的产生。,连续式堆肥可有效地处理高有机质含量的原料。由于具有这些优点，连续式动态堆肥工艺和装置在一些发达国家被广泛的采用。,例：,DANO,卧式回转窑式发酵器的垃圾堆肥系统流程是其中一种连续式动态堆肥装置。其主体设备为一个倾斜的卧式回转窑（滚筒）。,物料由转筒的上端进入，并随着转筒的连续旋转而不断翻滚、搅和和混合，并逐渐向转筒下端移动，直到最后排出。,与此同时，空气则由沿转筒轴向装设的两排喷管通入筒内，发酵过程中产生的废气则通过转筒上端的出口向外排放。,DANO,动态堆肥工艺的特点是：,由于堆料的不停翻动，使其中有机成分、水分、温度和供氧等的均匀性得到提高和加速，传质、传热效果好，有机物的降解速率快，一次发酵周期短。,（三）畜禽粪便,1.,畜禽粪便的组成和特性,随着养殖业的发展，畜禽粪便急剧增加，这不仅占用堆放场地、产生恶臭、孳生蚊蝇、污染环境，而且携带了大量虫卵、病菌，需经无害化处理，才能农用。,畜禽粪便的干燥、除臭、杀灭有害菌和虫卵等主要有物理、化学与生物方法。,物理方法通过沉淀、离心、冷冻过滤等将粪便中固体与液体分开，或用动力进行直接烘干与直接焚烧，以去除水分、杀死病原微生物、杂草种子。,化学方法是通过添加絮凝剂，加快固体物在畜禽排泄物中的分离。,生物方法可分为厌氧池、好气氧化池与高温堆肥等三种方法。,畜禽粪便中有机质、氮、磷、钾及微量元素含量丰富，,C/N,比也比较低，非常适合堆肥原料。,生物方法的高温堆肥集有机和无机物质、微生物及微量元素为一体，发酵时间短，营养全面，肥效持久，并且处理设备占地面积小，管理方便，生产成本低。,如鸡粪经高温堆肥处理达到无害化指标的堆放时间由自然发酵所需的,60,天缩短为,20,天。,高温堆肥,工艺流程一般包括预处理,通风发酵,干燥,粉碎,造粒,包装。主要设备有混合机、粉碎机和造粒机等。,高温堆肥处理技术是城乡集约化养殖业排泄出的大量畜禽粪便的综合治理和有效利用的最佳的式，也是生产优质活性有机肥的新领域。,2.,利用秸杆和畜禽粪便混合堆肥生产有机复混肥,秸杆和畜禽粪便进行混合堆肥是生产优质有机肥的重要途径。按堆肥的,C/N,比为,30,：,1,计，秸杆和畜禽粪便的堆肥用量比为,2.5,：,1,。,堆肥原料配比：堆肥,0.66t/d,，堆肥损失系数和水分,0.5,t/d,，干秸杆,1.0t/d,，湿鸡粪,2.5t/d,，矿物质,0.21t/d,，菌液,0.02,t/d,，其它,0.04,t/d,。,复混肥原料配比：堆肥,0.66t/d,，尿素,0.111t/d,，过磷酸钙,0.243t/d,，氯化钾,0.07,t/d,。实际生产规模（,t/d,）乘以上述单位规模配比，即得到实际生产规模下各种原料用量的配比。,3.,用鸡粪生产有机复合肥料,在各种畜禽粪便中，鸡粪是一种最优质的有机肥料。由于鸡的消化道短，加上鸡无唇、无齿、嗦囊分泌液没有消化能力，,饲料通过肠道停留时间短，消化能力差，吃进去的饲料中有,70%,的营养物质未被吸收而排出体外，,因而，鸡粪含有丰富的养分，与其他家畜家禽粪便相比养分含量居于首位。,另外，鸡粪中不仅含有营养成分，也含有部分有害物质。,例：,未经处理鸡粪中的氮以尿酸形态为主（约占总氮量的,70%,），其中尿酸对植物根系有害；所含的硝酸盐和亚硝酸盐可能污染地下水。,另外，鸡粪若不及时处理，会分解产生氨和硫化氢气体，散发出恶臭。未经处理的鸡粪施于农田，虫菌滋生，气味恶臭，肥分损失大，对作物的生长反而不利。,因此，必须对鸡粪妥善处理，消除其不利影响，才能转化为有用的资源。,四、小型堆肥设备及其运行,（一）堆肥设备概述,随着堆肥技术在有机废物处理中的广泛应用，与之相关的堆肥设备也得到了极大发展，堆肥设备包括原料处理、翻堆、堆肥发酵、熟化和除臭设备等。,1.,原料处理设备：包括破碎、筛选、混合和输送设备。,（,1,）破碎设备：,破碎的目的是把废物破碎，以达到处理工艺所需要的形状和尺寸。,破碎设备主要有：冲击磨、破碎机、槽式粉碎机、水平旋转磨和切割机等。,本垃圾粗碎机由箱体，电机传运系统、固定在传动轴上的主动切刀组、固定切刀、分流筛切刀、滑轨、横梁、调节丝杆，导向杆和挡板构成，主动刀三把一组，有多组，安装在传动轴上，,与安装在固定轴上的多把固定切刀合抱剪切垃圾，分流筛切刀作用是将待处理垃圾托起，控制其进料量，保证切刀上不承压，提高了剪切效力，使本机在处理城市生活垃圾中发挥了关键作用。,垃圾破碎机,反击式破碎机（反击破）利用高速旋转的转子上的板锤，对送入破碎腔内的物料产生高速冲击而破碎，且使已破碎的物料沿切线方向以高速抛向破碎腔另一端的反击板，再次被破碎，然后又从反击板反弹到板锤，继续重复上述过程。在往返途中，物料间还有互相碰击作用。,由于物料受到板锤的打击、与反击板的冲击以及物料相互之间的碰撞，物料不断产生裂缝，松散而致粉碎。当物料粒度小于反击板与板锤之间的缝隙时，就被卸出。,反击式破碎机,筛选设备：是用来将废物中各组分进行分类的机械装置。,一般堆肥厂选用筛选设备的目的是将可堆肥和不可堆肥的废物分开，以提高堆肥的质量。,常用的筛选设备有振动格筛、滚筒筛、振动筛、弛张筛等。,其中前两种设备是用来进行废物预分选的，为发酵做准备；,而后两种则用于精分选，堆肥经充分发酵腐熟后必须经过精分选设备的分选，才能制备成符合国家堆肥农用标准的产品。,滚筒筛,工作原理,:,是由六角形滚筒、机架、漏斗、减速器、电动机五个部分成。,破碎的垃圾进入滚筒后，一方面随着滚筒转动而被筛选。,滚筒筛,振动筛主要分为圆振动筛、直线振动筛。圆振动筛采用筒体式偏心轴激振器及偏心块调节振幅，物料筛淌线长，筛分规格多，,具有结构可靠、激振力强、筛分效率高、振动噪音小、坚固耐用、维修方便、使用安全等特点。,振动筛,混合设备：,主要有斗式装载机、肥料撒播机、搅拌机、转鼓混合机和间歇混合机。,混合设备直接影响原料的结构，关系到堆肥过程是否顺利。所以混合设备是原料处理设备中最重要的一部分。,可从工程和经济两方面评价混合设备，工程评价内容主要是不同配比的物料混合物容重、孔隙率和空气阻力；经济评价包括设备投资和运行费用。,从经济角度分析来看，混合设备运行费用的大小依次为搅拌机斗式装载机移动式混合设备。,内部有特殊安装形式的浆叶以及盘绕主轴的内螺带，浆料在其反复交错的搅拌下，能与液体、粉料、颗粒、辅料浆料进行充分拌合。,搅拌机,卧式螺带混合机由,U,形容器、螺带搅拌叶片和传动部件组成；,螺带状叶片一般做成双层或三层，外层螺旋将物料从两侧向中央汇集，内层螺旋将物料从中央向两侧输送，形成对流混合。,混合机,输送设备：,堆肥厂的运输与传动装置主要是用于堆肥厂内物料的提升与搬运。它用来完成新鲜垃圾、中间物料、堆肥成品和二次废弃物残渣的搬运等。,堆肥厂常用的运输传动装置有起重机械、链板输送机、皮带输送机、斗式提升机、螺旋输送机等。,2.,翻堆设备,条垛堆肥系统的翻堆设备分为三类：斗式装载机或推土机、跨式翻堆机、侧式翻堆机。翻堆设备可由拖拉机等牵引或自行推进。,中、小规模的条垛宜采用斗式装载机或推土机；大规模的条垛宜采用跨式翻堆机或侧式翻堆机。,跨式翻堆机不需要牵引机械，侧式翻堆机需要拖拉机牵引。美国常用的是跨式翻堆机，而欧洲多采用侧式翻堆机。,自行式翻堆機是生產生物有機肥專用成套設備中的主機，該機採取四輪行走設計，其中小型機採取架式結構，大型機採取箱式結構。主要部件有：柴油機方向操控裝置、變速裝置、差速裝置、翻拌軸昇降裝置、翻拌裝置、粉碎裝置，鏈條和齒輪傳動裝置。,行駛中整車騎跨在予先堆置的長條形肥基上，由機架下挂裝的旋轉刀軸對肥基原料實施翻拌、蓬鬆、移堆，車過之後篡成新的條形垛堆。該機前後加裝檔板，防止翻拌中物料飛散。該機即可在開闊場地，也可在車間大棚中實施作業。,翻堆機,3.,堆肥发酵装置,堆肥发酵装置是堆肥处理工艺的核心。,堆肥工艺分为好氧发酵与厌氧发酵两种。厌氧发酵工艺由于有机物分解缓慢、发酵周期长（,4,6,个月）、占地面积过大而不适合大规模的有机废物处理。,成功的发酵装置和堆肥化系统，关键是能够向微生物提供生存和繁殖的良好条件。所以，必须把握好微生物、堆肥物质和发酵设备之间的关系。,目前应用的发酵装置主要有立式堆肥发酵塔、卧式堆肥发酵滚筒、筒仓式堆肥发酵仓和箱式堆肥发酵池等。,4.,熟化设备,发酵处理后的产品熟化，能有效地提高产品的价值和防止二次污染。熟化设备有各种类型，如露天堆积式、多段池式、梨翻倒式、翻转式和筒仓式等。,5.,除臭设备,有效地控制臭味是衡量堆肥厂成功运转的一个重要标志。控制臭味至少必须采取以下措施：,堆肥过程控制；,调查可能的臭味来源；,臭味收集及臭味处理系统；,残留臭味的有效扩散。,臭味处理系统包括化学除臭器、生物过滤器等。,化学除臭器包括：去除氨气的硫酸部分；氧化有机硫化物和其他臭味物质的次氯酸钠或氢氧化钠部分。,生物过滤器处理臭味，它的组成材料为熟化的堆肥、树皮、木片和粒状泥炭等，负荷为,80-120m,3,/(m,3,h),，出气温度维持在,20-40,0,C,，保持生物过滤器中过滤床的含水量,40%-60%,（质量）。,控制臭味最常用综合措施是封闭堆肥设备，采用生物过滤器和进行过程控制。,（二）小型堆肥设备及其运行,同大、中规模的堆肥系统相比，小型堆肥具有费用低、使用简单方便，并可实现有机废物源头减量化等优点。,家庭堆肥器和小型堆肥设备适合场地小及废物产生量少的机构，如酒店、社区、学校、医院、研究所等。家庭堆肥器从源头上减少了有机废物的处理量。,据报道，日本研制出了一种使用,EM,菌进行生活垃圾堆肥的小型垃圾堆肥器，这种堆肥器已经产品化。并且品种很多，如,CR-200EM,型堆肥器，其处理能力是,100kg,。,第一次向堆肥器中加入,100kg,生垃圾，再加入,50kg EM,菌种，就可得到,30kg,堆肥。,另外，在日本长野县将,EM,菌种投入垃圾发酵滚筒，垃圾在滚筒内加热发酵,3,个小时后，取出并装入一次腐熟箱中继续发酵,3-4,周，然后进行二次腐熟堆放，,2,个月后可制成优质堆肥产品。,采用,EM,菌种进行垃圾堆肥可缩短堆肥周期，垃圾腐熟均匀，操作简单。,另据报道，席北斗等人以复合微生物菌剂降解生活垃圾的适宜条件为出发点，,根据堆肥小试试验结果，确定了进料垃圾特性、合理的工艺参数及一次发酵完成时间，结合制备装置材料的保温性、堆肥物料平衡、热量平衡，开发了直径,500mm,、高,1.3m,、有效容积为,250L,的翻转式堆肥反应装置。,该装置采用自控系统，具有进出料简单方便、供气均衡、搅拌均匀，不易缠绕、渗滤液易实现自动回流、臭气便于集中处理等优点。,该装置的开发对城镇小区生活垃圾的处理具有重要意义。,