当前课程知识点：固体废物处置与资源化 > 第七章 固体废物堆肥处理技术 > 7.3 堆肥化原理 > 7.3 堆肥化原理
大家好今天我们学习堆肥化的基本原理
主要我们讲好氧堆肥的原理
好氧堆肥是在有氧的条件下
依靠好氧微生物的作用来进行的
在堆肥化过程中
有机物当中的可溶性有机物质
可以通过微生物的细胞壁和细胞膜
被微生物直接吸收
而不溶性的胶体有机物质
先被吸附在微生物体外
依靠微生物分泌的胞外酶
分解成为可溶性的物质
再渗入细胞中
堆肥中起重要作用的微生物是细菌和真菌
微生物以废物中的有机物为养料
经过自身的生命代谢活动
进行分解代谢和合成代谢
我们可以以图来表示
分解代谢是
把一部分有机物氧化为简单的无机物
比若说CO2 H2O NH3 SO42-等等
同时放出能量
合成代谢是
把另一部分有机物转化合成为新的细胞物质
使微生物生长繁殖
产生更多的生物体
如果我们把有机物好氧生物分解用通式表示
就是这样的一个式子
就是有机物在氧气存在的情况下
通过微生物的作用生成新的细胞质
同时放出二氧化碳 水 氨气 硫酸根
同时生成一些难降解的有机物也叫抗性有机物
放出热量
如果我们把固体废物当中的有机物
表示成CaHbOcNd
难以进一步降解的这个抗性有机物
就是最终存在于堆肥产品当中
我们把它也用CwHxOyNz来表示的话
就是它们的这个底数不一样
那么我们可以把整个的这个好氧分解反应式
表示成下面的一些式子
首先我们来看有机物的氧化分解
我们可以用这样的一个式子
就是CHON然后在氧气存在的情况下
通过这个微生物的作用
生成这个难降解的有机物
生成CO2 H2O 氨等等
如果有机物完全分解
也就是说没有抗性有机物存在
那么就是生成这个CO2 H2O
放出氨气同时放出热量
这是有机物的氧化分解
那么我们可以根据这个式子
求出在堆肥化过程当中的理论需氧量
那么细胞质的合成也就是说同化作用
我们可以用这样的一个式子来表示
然后微生物的这个内源呼吸作用
或者说细胞质的分解
我们可以用以下的这个式子来进行表示
那么在整个堆肥过程当中
生化反应是比较复杂的
那么在实际的操作过程当中
我们往往是根据温度的变化
堆肥过程分为四个阶段
每一个阶段有其独特的微生物菌群
接着我们来看一下
堆肥过程当中温度的这个变化情况
因为整个好氧堆肥过程
它的生化反应非常的复杂
在实际的操作过程当中
把整个好氧堆肥过程分为四个阶段
每一个阶段有其独特的微生物的菌群
那么这四个阶段我们分别称为
潜伏阶段 中温阶段 高温阶段和熟化阶段
首先我们看潜伏阶段
潜伏阶段
是指堆肥化开始的时候
微生物适应新环境的过程
我们也把它叫做驯化过程
中温阶段堆体的温度大概是15~45℃
在这个时候嗜温性的微生物比较活跃
利用物料当中溶解性的有机物进行大量的繁殖
同时释放热量
使堆体温度不断上升
在这个过程当中
是以真菌 细菌 放线菌为主的微生物
进行迅速的繁殖
细菌主要适用于水溶性的单糖类
真菌和放线菌主要是分解纤维素和半纤维素
随着堆体的温度的升高
当他升到45℃以上的时候
嗜温性的微生物受到抑制或者死亡
嗜热性微生物开始大量的繁殖
进入了高温阶段
高温阶段对有机物的分解最为有效
除了溶解性的有机物继续得到分解以外
半纤维素 纤维素和木质素等
复杂的有机物也开始进行强烈的分解
那么在50℃左右的时候
主要是嗜热性的真菌和细菌活跃
在60℃左右
真菌基本上死亡
主要是嗜热性的细菌比较活跃
到了70℃以上
微生物大量死亡或者受到抑制
所以一般我们堆体温度要控制在70℃以下
在整个的高温阶段
微生物按照它的活性可以分为三个时期
就是对数生长期 减速生长期和内源呼吸期
这个大家在学环境微生物的时候都学过比较多
所以我们在这儿不进行详细的解释
那么在整个高温阶段的后期
由于可降解的有机物已大部分耗尽
微生物的内源呼吸开始起主导的作用
开始进入腐殖质的形成过程
在内源呼吸后期
温度逐渐下降至中温并最终过渡到环境温度
在温度下降过程当中
一些嗜温性微生物又开始活跃
对残余的难降解有机物进一步降解
腐殖质进一步稳定和增多
堆肥进入腐熟阶段
降温以后
需氧量大大的减少
含水量降低
堆肥物孔隙增大
氧扩散能力增强
此时只需要自然通风即可
在熟化阶段
生物分解过程当中产生的氨
通过硝化细菌转变成硝酸盐
那么硝化细菌生长比较缓慢
只有在40℃以下时才开始活动
所以硝化反应通常是在有机物分解完成以后
才开始进行
氮在转化为硝酸盐以后才容易被植物吸收
因此腐熟阶段对于生产优质堆肥
是一个很重要的过程
那么从以上我们可以看出来
在整个堆肥化过程当中
堆体的温度变化是符合一定的规律的
就是说不管它们怎么变化基本规律是不变的
就如图所示
这节课我们就学习到这里谢谢大家
-绪论
--绪论
-1.1 固体废物定义及分类
-1.2 固体废物的特点
-1.3 固体废物的环境问题
-1.4 固体废物的管理原则
-1.5 我国固体废物的管理体系
-第一章 讨论
-第一章测试题--作业
-2.1 固体废物产生量预测
-2.2 固体废物的性质
-2.3 危险废物的特性及鉴别
-2.4 固体废物的采样方法
-第二章 讨论
--第二章 讨论
-第二章测试题--作业
-3.1 固体废物的收集方式
-3.2 固体废物的收运系统及其分析方法
-3.3 固体废物的收集路线及规划设计
-3.4 固体废物的运输
-3.5 生活垃圾的中转运输
-第三章 讨论
-第三章测试题--作业
-4.1 固体废物的压实
-4.2 固体废物的破碎（一）
-4.3 固体废物的破碎（二）
-4.4 固体废物的分选（一）--筛分
-4.5 固体废物的分选（二）--重力分选原理
-4.6 固体废物的分选（三）--重力分选方法
-4.7 固体废物的分选（四）--磁选和电选
-4.8 固体废物的分选（五）--浮选和半湿式选择性破碎分选
--4.8 固体废物的分选（五）--浮选和半湿式选择性破碎分选
-第四章 讨论
--第四章 讨论
-第四章测试题--作业
-5.1 焚烧技术及其发展
-5.2 固体废物的焚烧特性
-5.3 焚烧效果评价及影响因素
-5.4 焚烧主要参数及热平衡计算
-5.5 固体废物的焚烧系统
-5.6 典型焚烧炉工作原理（一）
-5.7 典型焚烧炉工作原理（二）
-5.8 焚烧产生的大气污染物及其控制（一）
-5.9 焚烧产生的大气污染物及其控制（二）
-5.10 焚烧产生的灰渣及其控制
-第五章 讨论
-第五章测试题--作业
-6.1 热解概念及原理
-6.2 热解的影响因素
-6.3 固体废物的热解处理技术
-第六章 讨论
--第六章 讨论
-第六章测试题--作业
-7.1 生物处理的基本概念
-7.2 堆肥化基本概念及发展过程
-7.3 堆肥化原理
-7.4 堆肥化的影响因素及其控制
-7.5 堆肥工艺
--7.5 堆肥工艺
-7.6 堆肥设备
--7.6 堆肥设备
-7.7 堆肥产品及其腐熟度评价
-第七章 讨论
--第七章 讨论
-第七章测试题--作业
-8.1 厌氧消化概念及特点
-8.2 厌氧消化影响因素
-8.3 厌氧消化工艺（一）
-8.4 厌氧消化工艺（二）
-8.5 厌氧消化工艺（三）
-8.6 餐厨厌氧案例_陈婷
-第八章 讨论
--第八章 讨论
-第八章测试题--作业
-9.1 固体废物填埋处置概述
-9.2 填埋场分类
-9.3 填埋场总体规划和场址选择
-9.4 填埋场地表水和地下水控制
-9.5 填埋气体的产生
-9.6 填埋气体收集和处理
-9.7 渗滤液的产生及性质
-9.8 渗滤液的处理
-9.9 填埋场防渗系统
-9.10 填埋场终场覆盖与环境监测
-第九章 讨论
--第九章 讨论1
--第九章 讨论2
-第九章测试题--作业
-10.1 生命周期评估的意义_赵岩
-10.2 生命周期评估的定义与内容_赵岩
-10.3 生命周期评估的方法_赵岩
-10.4 生命周期评估的应用_赵岩
-第十章测试题--作业
