3有机垃圾的堆肥.pptx

第第4 4节节 有机垃圾的堆肥有机垃圾的堆肥一、概况一、概况（一）城市垃圾处理的现状（一）城市垃圾处理的现状（二）城市垃圾堆肥化处理的意义（二）城市垃圾堆肥化处理的意义（三）堆肥的限制及发展前景（三）堆肥的限制及发展前景二、有机垃圾的堆肥化二、有机垃圾的堆肥化（一）堆肥化定义、堆肥作用及用途（一）堆肥化定义、堆肥作用及用途（二）堆肥原理（二）堆肥原理（三）堆肥基本工序（三）堆肥基本工序三、可堆肥原料的选择及工艺三、可堆肥原料的选择及工艺（一）概述（一）概述（二）城市垃圾（二）城市垃圾（三）畜禽粪便（三）畜禽粪便四、小型堆肥设备及其运行四、小型堆肥设备及其运行（一）概述（一）概述（二）小型堆肥设备及其运行（二）小型堆肥设备及其运行一、概况一、概况（一）城市垃圾处理的现状（一）城市垃圾处理的现状u随着城市居住人口的增加和生活水平的提高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城市生活垃圾数量逐年增长。据不完全统计增长。据不完全统计,我国仅我国仅20012001年产生的生活垃圾已达年产生的生活垃圾已达1.51.5亿多吨亿多吨,并仍以每年并仍以每年10%10%的速度增加。的速度增加。u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。人们的身体健康。u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。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。城市城市生活垃圾的处理处置方法比较多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。主要有卫生填埋、焚烧和堆肥。这这三种方法不仅资源化产品类型不同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境二次污染以及投资额和效益都不相同(表表1)1)。（二）城市垃圾堆肥化处理的意义（二）城市垃圾堆肥化处理的意义u目前，城市垃圾的综合化、减量化、无害化、资源化处理目前，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。是社会可持续发展的必由之路。u用堆肥法处理城市生活垃圾不但可以变废为宝用堆肥法处理城市生活垃圾不但可以变废为宝,还能节约还能节约垃圾填埋所占土地垃圾填埋所占土地,并减轻垃圾焚烧对大气的污染并减轻垃圾焚烧对大气的污染,在安全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。垃圾处理技术。u近年来近年来,研究和开发具有良好减量化和资源化效果的堆肥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。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（三）堆肥的限制及发展前景1.1.堆肥的限制堆肥的限制 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。圾用作堆肥原料还是受到限制。只是来自庭院修剪物，果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；物等原料，所堆制的有机肥料方可用于农业生产；一般的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。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：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，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。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。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。堆肥的成本偏高，周期长，与化肥相比，在市场上缺乏竞争力。2.2.堆肥的发展前景堆肥的发展前景 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。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。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。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、建材添加物圾堆肥产品的多种用途，如作为路基填充物、建材添加物等。等。国外有机垃圾的堆肥技术将朝着精化和多用途方向发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展。国外开发了一种利用EMEM菌（有效微生物菌群）发酵垃菌（有效微生物菌群）发酵垃圾的堆肥技术。圾的堆肥技术。EMEM菌群是由光合细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌等大菌群是由光合细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌等大约约8080种微生物培养而成的菌群。将这种液态的种微生物培养而成的菌群。将这种液态的EMEM菌种按菌种按1 1：5050的比例加入麦糠、稻壳、糖稀等进行搅拌发酵，最后的比例加入麦糠、稻壳、糖稀等进行搅拌发酵，最后制成粉末状的制成粉末状的EMEM菌种。菌种。利用这种菌种进行堆肥，可缩短堆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。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。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、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；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。采用生物防治技术控制病虫杂草。这些回归自然的农业模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。式是与我国传统农业的特色非常相符。3.3.多元化垃圾综合处理系统的设想多元化垃圾综合处理系统的设想u任何一种垃圾处理技术都有各自的优势和局限性任何一种垃圾处理技术都有各自的优势和局限性,都只是针对生活垃都只是针对生活垃圾中某些组份圾中某些组份,而并非全部垃圾而并非全部垃圾,单靠一种处理技术难以满足数量日益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。增多、成份日益复杂的城市生活垃圾的处理要求。u生活垃圾组成不稳定生活垃圾组成不稳定,变化大变化大,单种的垃圾处理技术抗冲击力小单种的垃圾处理技术抗冲击力小,所以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,针对不同的垃针对不同的垃圾采用相应的处理方式。圾采用相应的处理方式。u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有机结合,因地制宜因地制宜,充分发挥各种垃圾处理系统的优势充分发挥各种垃圾处理系统的优势,扬长避短扬长避短,从从而真正实现生活垃圾的无害化、减量化和资源化。而真正实现生活垃圾的无害化、减量化和资源化。u在多元化垃圾综合处理系统中在多元化垃圾综合处理系统中,先进行垃圾分选先进行垃圾分选,垃圾分选垃圾分选不仅可回收有用物质不仅可回收有用物质,分选出危险废物分选出危险废物,而且也是后续各种而且也是后续各种处理的基础处理的基础。u源头分类收集是最理想的源头分类收集是最理想的,费用低费用低,可回收物质上污染物少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，有利于可回收物质的回收利用。目前，因受社会条件制因受社会条件制约约,还尚未做到源头分类收集。还尚未做到源头分类收集。u现在主要利用大型垃圾分选中转站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设想如图1 1所示所示,当然其分选技术、设备、流程等都可依当当然其分选技术、设备、流程等都可依当地实际条件而变。地实际条件而变。u实行多元化垃圾综合处理系统实行多元化垃圾综合处理系统,不仅可以完全处理垃圾不仅可以完全处理垃圾,而而且可以优化各种处理技术的条件且可以优化各种处理技术的条件,降低处理成本。降低处理成本。u对于有机物含量高的垃圾（对于有机物含量高的垃圾（60%60%70%70%）,这种垃圾用于焚烧这种垃圾用于焚烧必须先烘掉部分水分必须先烘掉部分水分,使焚烧处理工艺复杂使焚烧处理工艺复杂,成本升高成本升高;而若而若用于卫生填埋用于卫生填埋,必将产生大量高浓度的垃圾渗滤液必将产生大量高浓度的垃圾渗滤液,处理困处理困难而且成本高难而且成本高,而综合处理系统可将而综合处理系统可将60%60%70%70%的有机物分选的有机物分选出用于堆肥处理出用于堆肥处理,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也可避免渗滤液造成的二次污染,同时还可生产有机肥料同时还可生产有机肥料,获得较好的经济效益。获得较好的经济效益。u对于可燃有机物垃圾（对于可燃有机物垃圾（20%20%30%30%）,含水量低含水量低,热值高热值高,容易容易燃烧燃烧,如分选出进行焚烧处理如分选出进行焚烧处理,不仅可使垃圾减量、无害不仅可使垃圾减量、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。还可产生热能。如直接进行填埋或堆肥会造成很大的浪费。u垃圾中还含有很多碎石垃圾中还含有很多碎石,灰渣灰渣,玻璃等无机物玻璃等无机物,如只采用焚如只采用焚烧时烧时,只会消耗能量只会消耗能量,而达不到减量化而达不到减量化,而且还会给焚烧处而且还会给焚烧处理带来麻烦。理带来麻烦。采用堆肥时采用堆肥时,它们不能被微生物降解它们不能被微生物降解,会造成会造成堆肥质量差堆肥质量差,堆肥出售价格降低堆肥出售价格降低,所以在综合处理系统中所以在综合处理系统中,它们分选后它们分选后,直接进行填埋直接进行填埋,可有效的改善焚烧和堆肥的条可有效的改善焚烧和堆肥的条件件,提高效益。提高效益。u由此可见由此可见,采用多元化垃圾综合处理系统是十分可行的采用多元化垃圾综合处理系统是十分可行的,尤尤其是在垃圾产生量大的大城市。其是在垃圾产生量大的大城市。u这种方法可以使垃圾做到合理处理和利用这种方法可以使垃圾做到合理处理和利用,使资源回收充使资源回收充分分,处理效率提高处理效率提高,同时也克服了填埋、焚烧和堆肥的缺点同时也克服了填埋、焚烧和堆肥的缺点,发挥了各自的优势发挥了各自的优势.二、有机垃圾的堆肥化二、有机垃圾的堆肥化（一）堆肥化定义、堆肥作用及用途（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。堆肥是实现有机垃圾资源化、减量化的一条重要途径。1.1.堆肥化定义：堆肥化定义：堆肥化就是在人工控制下，在一定的湿度、温度、堆肥化就是在人工控制下，在一定的湿度、温度、C/NC/N比和通风条件比和通风条件下，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，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。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。节剂。2.2.堆肥化分类堆肥化分类 堆肥化系统有三种分类方法：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。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。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。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。味浓烈，产品中含有分解不充分的杂质。3.3.堆肥作用堆肥作用 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。一系列作用。使土壤疏松、增加保水性、透水性及渗水性。使土壤疏松、增加保水性、透水性及渗水性。肥料中肥料中N N、P P、K K等营养成分是阳离子形态，腐殖质带负电荷，有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。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。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。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。暂有效或施肥过头的情况。4.4.堆肥用途堆肥用途 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：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 2厘厘米。米。新鲜堆肥宜用作底肥。新鲜堆肥宜用作底肥。城市垃圾堆肥城市垃圾堆肥C/NC/N比大，即含氮量低，最好和氮肥配合施用，以免比大，即含氮量低，最好和氮肥配合施用，以免出现土壤出现土壤“氮饥饿氮饥饿”现象。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。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（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。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，一般在的生命活动降解有机物，通常好氧堆肥温度高，一般在55-6055-600 0C C，极限可达到极限可达到80-9080-900 0C 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。物发酵堆肥。1.1.好氧堆肥原理好氧堆肥原理 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，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。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。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。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，堆层基本呈中温阶段：是指堆肥过程的初期，堆层基本呈15-4515-45o oC C的中温，嗜温的中温，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。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。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：高温阶段：当堆肥温度升至当堆肥温度升至4545o oC C以上时即进入高温阶段，这时主以上时即进入高温阶段，这时主要是嗜热微生物起作用。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。被强烈分解。通常在通常在5050o oC C左右最活跃的是嗜热性真菌和放线菌，当左右最活跃的是嗜热性真菌和放线菌，当温度上升到温度上升到6060o oC C时，真菌几乎完全停止活动，仅为放线菌时，真菌几乎完全停止活动，仅为放线菌和细菌的活动；和细菌的活动；温度升到温度升到7070o oC C以上时，对大多数嗜热性微以上时，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。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现代化堆肥生产的最佳温度一般为5555o oC C。降温阶段：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。形成的腐殖质。此时微生物的活性下降，发热量减少，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，温度下降，嗜温性微生物又占优势，对残余较难分解的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，入腐熟阶段，需氧量大大减少，含水量也降低，堆肥物需氧量大大减少，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。孔隙增大，氧扩散能力增强，此时只需自然通风。2.2.厌氧堆肥原理厌氧堆肥原理 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。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。厌氧堆肥需要的时间较长。传统的农家肥就是厌氧堆肥。3.3.堆肥微生物堆肥微生物 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。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在堆肥初期温度低于4040o oC C时，嗜温性细菌占优势，当堆肥温度升至时，嗜温性细菌占优势，当堆肥温度升至4040o oC C以上时，嗜热性细菌逐步占优势。此阶段多数是杆菌。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。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。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。命活动。4.4.影响堆肥化的因素分析影响堆肥化的因素分析 C/NC/N比和比和C/PC/P比比 碳提供能源和组成微生物细胞碳提供能源和组成微生物细胞50%50%的物质，氮则是构的物质，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成蛋白质、核酸、氨基酸、酶等细胞生长必需物质的重要元素。元素。堆肥堆肥C/NC/N比最佳值（比最佳值（25-3525-35）：）：1 1，最多不能超过，最多不能超过4040，应通过补加氮素材料来调整应通过补加氮素材料来调整C/NC/N比，如畜禽粪便、肉食品比，如畜禽粪便、肉食品加工废弃物等。加工废弃物等。磷是磷酸和细胞核的重要组成元素，也是生物能磷是磷酸和细胞核的重要组成元素，也是生物能ATPATP的重要组成成分，一般要求堆肥料的的重要组成成分，一般要求堆肥料的C/PC/P比在（比在（75-15075-150）：）：1 1为宜。为宜。含水率含水率 堆肥原料的最佳含水率通常是在堆肥原料的最佳含水率通常是在50%-60%50%-60%，当含水率，当含水率太低（太低（30%30%）时将影响微生物的生命活动，太高也会降）时将影响微生物的生命活动，太高也会降低堆肥速度。低堆肥速度。温度温度 一般认为高温菌对有机物的降解效率高于中温菌，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，初堆肥时，堆体温度一般与环境温度相一致，经过中温经过中温菌菌1-21-2天的作用，堆肥温度便能达到高温菌的理想温度天的作用，堆肥温度便能达到高温菌的理想温度50-6550-65o oC C，在这样的高温下，一般堆肥只要，在这样的高温下，一般堆肥只要5-65-6天即可达天即可达到无害化。到无害化。通风供氧通风供氧 堆肥过程中合适的氧浓度为堆肥过程中合适的氧浓度为18%18%，一旦低于，一旦低于8%8%，容易，容易使堆肥厌氧而产生恶臭。使堆肥厌氧而产生恶臭。PHPH值值 微生物的降解活动，需要一个微酸性或中性的环境条微生物的降解活动，需要一个微酸性或中性的环境条件。件。但大部分植物残渣都有很高的酸性，但大部分植物残渣都有很高的酸性，PHPH值为值为4.5-6.04.5-6.0。因此需要添加石灰中和，一般向每吨堆料中加。因此需要添加石灰中和，一般向每吨堆料中加0.6-0.6-6.1kg6.1kg消石灰或消石灰或0.8-8.5kg0.8-8.5kg的碳酸钙。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。材料中的有机酸。接种剂接种剂 向堆肥中加入接种剂可以加快堆腐材料的发酵速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度。向堆肥中加入分解较好的厩肥或加入占原始材料体体10%-20%10%-20%的腐熟堆肥，能加快发酵速度。的腐熟堆肥，能加快发酵速度。堆肥原料尺寸堆肥原料尺寸 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；活动，并加快堆肥速度；但是原料太细，将会减少堆但是原料太细，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。堆肥速度。5.5.堆肥腐熟度评价堆肥腐熟度评价 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、固相用有温度、固相C/NC/N值、液相值、液相C/NC/N值、值、NHNH4 4+-N-N含量等。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，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。呈均匀褐色的疏松团粒结构。固相固相C/NC/N比从开始（比从开始（25-3025-30）：）：1 1减至减至2020：1 1以下时堆以下时堆肥达到腐熟。一般液相肥达到腐熟。一般液相C/NC/N比为（比为（5-65-6）：）：1 1时为腐熟堆肥。时为腐熟堆肥。NHNH4 4+-N-N含量含量400mg/kg400mg/kg时堆肥腐熟。时堆肥腐熟。（三）堆肥基本工序（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（一次发酵）、后发酵（二次发酵）、后处理及贮藏等工序组成。序组成。1.1.前处理前处理 在以家畜粪便、污泥等为堆肥原料时，前处理主要是在以家畜粪便、污泥等为堆肥原料时，前处理主要是调整水分和调整水分和C/NC/N比，或者添加菌种和酶制剂。比，或者添加菌种和酶制剂。在以城市生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的粒径范围是121260mm60mm。2.2.主发酵（一次发酵）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。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（用是靠嗜温菌（3030o oC C4040o oC C为其最适宜生长温度）进行的，为其最适宜生长温度）进行的，随着堆温的升高，适宜随着堆温的升高，适宜4040o oC C6565o oC C生长的嗜热菌取代了嗜生长的嗜热菌取代了嗜温菌。温菌。通常，将温度升高到开始降低为止的阶段为主发酵阶通常，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，主发酵段。以生活垃圾和家畜粪尿为主体的好氧堆肥，主发酵约约4 41212天。天。3.3.后发酵（二次发酵）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。到完全成熟的堆肥制品。通常，把物料堆积到通常，把物料堆积到1 12 2米高以进行后发酵，并要米高以进行后发酵，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。后发酵时间通常在酵时间通常在20203030天。天。4.4.后处理后处理 根据堆肥应用的要求，经过二次发酵的物料常常需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。要进一步的后处理。比如，在从城市生活垃圾精制堆肥比如，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、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，小石块等杂物依然存在，因此需要经过一道分选工序以因此需要经过一道分选工序以去除杂物，并进行再次破碎。去除杂物，并进行再次破碎。5.5.脱臭脱臭 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。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。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。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。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。6.6.贮存贮存 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，所以要建立可贮存要建立可贮存6 6个月生产量的库房。个月生产量的库房。贮存方式可直接堆存在二次发酵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。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（一）概述 按照规定，堆肥原料特性应满足：按照规定，堆肥原料特性应满足：可堆肥原料密度一般为可堆肥原料密度一般为350350650kg/m650kg/m3 3；组成中（湿重）有机物含量不少于组成中（湿重）有机物含量不少于20%20%；原料含水率为原料含水率为40%40%60%60%；原料原料C/NC/N比为（比为（20203030）：）：1 1。可供堆肥的原料种类很多，有城市垃圾、畜禽粪便、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。污泥、农林废物、工业废物等。由于堆肥原料的来源不同。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。有机物含量也不同，决定了堆肥工艺也会有所差异。1.1.堆肥原料中有机物含量的调节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：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掉其中的部分无机成分，使有机物含量提高到50%50%以上；以上；发酵前在堆肥原料中掺入一定比例的稀粪、城市污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；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。泥的出路问题。2.2.堆肥过程中堆肥过程中C/NC/N比控制比控制 碳主要为微生物生命活动提供能源，氮则用于合成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。正常的好氧细胞原生质。正常的好氧堆肥原料堆肥原料中要求有一定的中要求有一定的C/NC/N比，比，一般，一般，C/NC/N比为（比为（25253535）：）：1 1时发酵过程最快。时发酵过程最快。若若C/NC/N比低于比低于2020：1 1，微生物的繁殖就会因能量不足，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。而受到抑制，导致分解缓慢且不彻底。若若C/NC/N比过高，超过比过高，超过4040：1 1，则在堆肥施入土壤后，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。不良影响。总的趋势是，随着堆肥发酵的进行，在整个总的趋势是，随着堆肥发酵的进行，在整个过程中过程中C/NC/N比逐渐下降。比逐渐下降。为保证成品堆肥中一定的为保证成品堆肥中一定的C/NC/N比，一般为比，一般为10102020：1 1，必须调整好堆肥原料的必须调整好堆肥原料的C/NC/N比。比。调整方法是加入人粪尿、畜粪以及城市污泥等调节剂，调整方法是加入人粪尿、畜粪以及城市污泥等调节剂，使使C/NC/N比调到比调到3030：1 1以下。以下。当有机原料的当有机原料的C/NC/N比为已知时，可按下式计算所需添比为已知时，可按下式计算所需添加的氮源物质的数量。加的氮源物质的数量。K=CK=C1 1+C+C2 2/N/N1 1+N+N2 2 式中，式中，K K为混合原料的为混合原料的C/NC/N比，通常最佳范围值，配合比，通常最佳范围值，配合后为后为3535：1 1；C C1 1、C C2 2、N N1 1、N N2 2分别为有机原料和添加物料的分别为有机原料和添加物料的碳、氮含量。碳、氮含量。（二）城市垃圾（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。产生的废弃物中占据的比例越来越大。以我国为例，以我国为例，19801980年的垃圾为年的垃圾为31323132万吨，万吨，19951995年达到年达到了了1074810748万吨，增加了万吨，增加了243.2%243.2%。20002000年我国城市垃圾产生年我国城市垃圾产生总量超过了总量超过了1.21.2亿吨。亿吨。下面从废物资源化角度介绍一下城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。市有机垃圾的堆肥技术。1.1.城市生活垃圾的组成和分类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、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。场产生的废物等。大量