_低温条件下猪粪堆肥过程营养元素动态变化

中试规模猪粪堆肥挥发性有机物排放特征

第33卷 第6期 农 业 工 程 学 报 V ol.33 No.6 192 2017年 3月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Mar. 2017 中试规模猪粪堆肥挥发性有机物排放特征 周谈龙1，尚 斌1，董红敏1※，陶秀萍1，刘统帅1，王 悦2 （1. 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，农业部设施农业节能与废弃物处理重点实验室，北京 100081； 2. 北京市农林科学院植物营养与资源研究所，北京 100081） 摘 要：为监测堆肥过程挥发性有机物（volatile organic compounds, VOCs ）排放情况，该文开展了猪粪堆肥现场试验，采用苏玛罐采样，气相色谱-质谱法分析了猪粪好氧堆肥过程中VOCs 浓度。结果表明：猪粪好氧堆肥过程中可以检测出的VOCs 有81种，包括烷烃类34种，芳香烃类21种，卤烃类19种，胺类1种，含硫化合物3种，氟利昂类3种；其中检出率高且浓度远远超过其嗅阈值的VOCs 包括三甲胺、二甲基硫、二甲基二硫和二甲基三硫，VOCs 排放主要发生在堆肥的前2周。该研究将为控制猪粪堆肥过程中VOCs 气体排放提供科学数据支持。 关键词：堆肥；猪粪；排放控制；挥发性有机物 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.06.025 中图分类号：X712 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2017)-06-0192-07 周谈龙，尚 斌，董红敏，陶秀萍，刘统帅，王 悦. 中试规模猪粪堆肥挥发性有机物排放特征[J]. 农业工程学报，2017，33(6)：192－198. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.06.025 https://www.wendangku.net/doc/5518872111.html, Zhou Tanlong, Shang Bin, Dong Hongmin, Tao Xiuping, Liu Tongshuai, Wang Yue. Emission characteristics of volatile organic compounds during pilot swine manure composting[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(6): 192－198. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.06.025 https://www.wendangku.net/doc/5518872111.html, 0 引 言 挥发性有机物VOCs （volatile organic compounds ）通过参加大气光化学反应产生有害的挥发性有机物，不仅会引起全球变暖、恶臭、平流层臭氧耗竭及对流层臭氧的形成等环境问题，还对人体有害 [1-2]。当VOCs 质量浓度在3～23 mg/m 3时，会对人体产生刺激和不适；当质量浓度大于25 mg/m 3时，除了头痛外，还可能会出现其他神经毒性作用。2010年中国人为源VOCs 排放总量为2 230万t ，其中废弃物处理过程中VOCs 排放量约为4.1万t [3]，废弃物管理过程是VOCs 重要的排放源之一。 堆肥作为废弃物资源化利用的一种有效途径，已经得到了广泛的应用[4]，在堆肥过程中会大量产生和释放VOCs [5-6]，好氧发酵过程中产生的VOCs 种类达100种以上，总挥发性有机物（total volatile organic compounds ，TVOCs ）可达14 547 mg/m 3[7-8]；Defoer 等[9]在蔬菜、水果和庭院垃圾（vegetable, fruit and garden waste ，VFG ）堆肥中检出89种物质，其中TVOCs 在0.09～23.6 mg/m 3；Scaglia 等[10]在城市固体废弃物堆肥中检出147种VOCs ， 收稿日期：2016-10-18 修订日期：2017-02-15 基金项目：现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-36-10B ）；公益性 行业（农业）科研专项项目（201303091） 作者简介：周谈龙，男，安徽阜阳人，研究方向为农业废弃物处理和资源化利用。北京 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，100081。 Email ：zhoutanlong@https://www.wendangku.net/doc/5518872111.html, ※通信作者：董红敏，女，河北新乐人，博士，研究员，主要从事畜牧环境工程方面研究。北京 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，100081。Email ：donghongmin@https://www.wendangku.net/doc/5518872111.html, 认为含氮和含硫化合物是主要的恶臭物质； Delgado-Rodríguez 等[11]研究发现城市固体废弃物堆肥产生的VOCs 主要有烷烃类、萜烯、醇类、酸、酸酯类、酮类、芳香族化合物；张朋月等[8]研究发现堆肥产生的VOCs 主要以烃类、芳香烃、萜类、酮类、有机硫化物为主；相关学者研究表明不同有机废弃物在好氧发酵过程中产生的VOCs 种类和浓度均有所不同[6,8,12-14]。He 等[1]研究表明间歇式通风比连续式通风TVOCs 排放减少28%；Shen 等[5]研究认为VOCs 排放主要集中在堆肥前期，产生的TVOCs 量是挥发排放出的2.3倍，其余的被吸收和降解。但目前关于堆肥过程中产生的VOCs 的研究主要集中在污泥[2,15-16]、生活垃圾[14,17]和厨余垃圾[12,18]。而对畜禽粪便堆肥过程中产生的VOCs 种类和浓度的研究相对较少，Turan 等[7]研究了家禽废弃物在堆肥过程中VOCs 的排放质量浓度在411～14 547 mg/m 3；张朋月等[13]研究了猪粪、牛粪和鸡粪堆肥排出的VOCs 成分差异性；沈玉君等 [19]研究发现猪粪堆肥产生31种VOCs ，且有关畜禽粪便堆肥过程中VOCs 的排放研究主要为小试试验，缺乏实际生产堆肥过程中VOCs 气体排放的研究。 本研究通过对猪粪堆肥现场试验，对堆肥不同阶段的VOCs 进行定量分析，明确排放规律，为VOCs 控制提供依据。 1 材料与方法 1.1 试验材料 试验于北京市大兴区某规模化猪场进行，猪场存栏基础母猪920头，保育猪2 600头，育肥猪4 200头。母

好氧堆肥工艺

静态好氧堆肥处理城市垃圾 好氧堆肥的原理： 好氧堆肥是在有氧条件下，好氧细菌对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁忙殖，产生出更多的生物体的过程。在有机物生化降解的同时，伴有热量产生，因堆肥工艺中该热能不会全部散发到环境中，就必然造成堆肥物料的温度升高，这样就会使一些不耐高温的微生物死亡，耐高温的细菌快速繁殖。生态动力学表明，好氧分解中发挥主要作用的是菌体硕大、性能活泼的嗜热细菌群。该菌群在大量氧分子存在下将有机物氧化分解，同时释放出大量的能量。据此好氧堆肥过程应伴随着两次升温，将其分成三个阶段：起始阶段、高温阶段和熟化阶段。堆肥过程的影响因素包括：生物挥发性固体、通风供氧、水分、温度、碳氮比等。通常要经过物料预处理、一次发酵、二次发酵和后处理过程。 1堆肥的过程参数 堆肥化过程是复杂的。物料经混匀后，受营养平衡、水分含量和物理结构等的影响。工艺过程中要控制的各种参数，就是那些对堆肥过程有影响的物理、化学和生物因素。它们决定微生物活动的程度，从而影响堆肥的速度与质量。 1.1 水分含量 在堆肥过程中，水分是一个重要的物理因素。水分含量是指整个堆体的含水量。水分的主要作用在于：（1）溶解有机物，参与微生物的新陈代谢；（2）水分蒸发时带走热量，起调节堆肥温度的作用。水分的多少，直接影响好氧堆肥反应速度的快慢，影响堆肥的质量，甚至关系到好氧堆肥工艺的成败，因此，水分的控制十分重要。在堆肥期间，如果水分含量低于10%~15%，细菌的代谢作用会普遍停止；含水量太高，会使堆体内自由空间少，通气性差，形成微生物发酵的厌氧状态，产生臭味，减慢降解速度，延长堆腐时间。 大量的研究结果表明，堆肥的起始含水率一般为50%~60%。在堆肥的后熟期阶段，堆体的湿度也应保持在一定的水平，以利于细菌和放线菌的生长而加快后熟，同时减少灰尘污染。 1.2 通气量 供气是好氧堆肥成功的重要因素之一。供气的作用主要有三个方面。(1) 为堆体内的微生物提供氧气。如果堆体内的氧气含量不足，微生物处于厌氧状态，使降解速度减缓，产生h2s等臭气，同时使堆体温度下降。(2)调节温度。堆肥需要微生物反应而产生的高温，但是，对于快速堆肥来讲，必须避免长时间的高温，温度控制的问题就要靠强制通风来解决。(3) 散除水分。污泥堆肥的一个目的是降低其水分含量。在堆肥的前期，通气主要是提供微生物02以降解有机物，在堆肥的后期，则应加大通气量，以冷却堆肥及带走水分，达到堆肥体积、重量减少的目的。 通气可以采取鼓风或抽气方式，两种方式各有利弊：抽气的优势在于可将堆体中的废气在排入大气

猪粪处理堆肥工艺实施方案

猪粪处理工艺 1 处理效果及目标 猪粪含有有机质15%、总养分含量不高，氮0.5～0.6%、磷0.45～0.5%、钾0.35～0.45%（具体以当地猪粪检测结果为准）。猪粪的质地较细，成分较复杂，含蛋白质、脂肪类、有机酸、纤维素、半纤维素以及无机盐。猪粪含氮素较多，碳氮比例较小(14：1)，一般容易被微生物分解，释放出可为作物吸收利用的养分，是一种良好的农家肥，是培肥改良土壤的优质有机肥资源。猪粪通过发酵，利用外接菌剂所含的好氧微生物及厌氧微生物，将猪粪内不易被作物直接利用的有机物分解转化为小分子物质（无机盐和矿物质），并在猪粪发酵过程中达到除臭、杀虫卵、灭病害的目的，发酵最终得到的物料得到充分腐熟，作为肥料使用时不会出现烧苗现象，可以安全的作为肥料使用。 2 猪粪处理过程中的污染控制手段 2.1 猪粪发酵过程中臭气的控制 猪粪中的蛋白质、脂肪类物质在自然微生物的分解过程中会产生硫化氢、氨气、硫醇等臭气，而由于猪粪的碳氮比较小，故猪粪发酵过程中的主要臭气为氨气，针对于氨气的处理，我司制备的微生物菌剂中含有相对应的亚硝酸菌群，可将氨气转化为亚硝酸盐留在固体物料中，可有效的减少猪粪发酵过程中的臭气产生。另外，关于猪粪中的硫化氢及硫醇类臭气，是猪粪本身自带的臭气成分，量比较小，且物料进入高温发酵阶段之后，这些臭气物质就会减少。 2.2 猪粪的二次污染问题 直接施用新鲜猪粪便，会产生作物烧苗、病害、草害等负面影响。作物烧苗主要是因为新鲜猪粪中的多种有机质如蛋白质、脂肪类、纤维素、半纤维素没有经过适当的分解，使用到土地当中后，这些物质就会在分解的过程中与植物的根系竞争氧气，导致烧苗现象的发生。传统的晾晒可以脱除猪粪中多余的水分，但是这些有机质并没有多少变化，当做肥料使用后，遇水后不但会发生臭味，而且烧苗的现象还是时有发

适宜猪粪与菌渣配比提高堆肥效率

第31卷第7期农业工程学报V ol.31 No.7 2014年4月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Apr. 2015 201 适宜猪粪与菌渣配比提高堆肥效率 周江明1，王利通2，徐庆华2，姜新有1 （1. 江山市农业技术推广中心，江山 324100； 2. 浙江天蓬畜业有限公司，江山 324111） 摘要：为摸索猪粪和菌渣堆肥生产有机肥技术，在自然发酵条件下，设计猪粪和菌渣9:1、8:2、7:3、6:4 4种不同比例（湿质量比）进行高温堆肥试验，研究了堆肥过程中温度、pH值、有机碳、发芽指数及养分氮、磷、钾的动态变化。 结果表明，堆体温度在第3天即达50℃以上，保持高温25～32 d后开始下降，其中6:4处理高温期比9:1处理长7 d；4个处理pH值都呈先快速上升、之后下降并趋于稳定的趋势，pH值在6.83～8.62间变化；有机碳(质量分数)总体上呈下降之势，至堆肥结束4个处理分别下降了16.3%、14.5%、13.6%和11.9%，菌渣比例提高可减少堆体有机碳的损失；除6:4处理外，其他处理发芽指数分别于23、33和47 d达80%以上，同一时期菌渣比例越高堆体提取液对植物的毒害作用越强；氮磷钾总养分（质量分数）前期（约19 d）呈基本持平或少量下降，随后持续上升，堆肥结束4个处理分别为5.93%、 5.57%、5.64%和5.13%。6:4处理氮磷钾总养分在堆肥大部分时期（45 d内）≤5.0%，其他处理在21～25 d后均≥5.0%。 综合考虑堆肥质量和堆期等因素，利用猪粪和菌渣为原料规模化生产机肥，猪粪和菌渣适宜的比例为8:2。同时，因猪粪和菌渣C/N均较低，建议适当增加米糠等C/N高的添加料，进一步提高堆肥效率。 关键词：堆肥；粪；农业废弃物；菌渣；有机肥 doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2015.07.029 中图分类号：S2 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2015)-07-0201-07 周江明，王利通，徐庆华，等. 适宜猪粪与菌渣配比提高堆肥效率[J]. 农业工程学报，2015，31(7)：201－207. Zhou Jiangming, Wang Litong, Xu Qinghua, et al. Optimum ratio of pig manure to edbile fungi residue improving quality of organic fertilizer by composting[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(7): 201－207. (in Chinese with English abstract) 0 引 言 随着畜牧业和种植业的快速发展，中国农业废弃物产生量越来越大，2008年规模化养殖业畜禽粪便量和食用菌菌渣量达7.76亿t[1]和457.0万t[2]，其中生猪粪便占总畜禽粪便量的49.6%。大量的废弃物蕴含丰富的有机质、蛋白质等有机养分和氮、磷、钾及微量元素等无机养分，是一个具有巨大潜力的有机无机资源库。然而，由于技术及产业化滞后等原因中国农业废弃物利用率仅34%[3]，大部分仅被粗放低效利用或搁置暴露在外甚至直接排入水环境中，导致环境污染问题日趋严重。研究表明，畜禽粪便是水生生态系统中氮磷和病原微生物污染的主要来源[4-5]，并加剧了水体富营养化程度[6-8]，2010年《全国第一次污染源普查公报》[9]也证实，畜禽养殖业的污染排放已成为中国最重要的农业面源污染源之一。而随处废弃的食用菌废渣造成霉菌和害虫滋生，疾病广泛传播[2]，因此，农业废弃物资源化利用一直是国内外学者的研究焦点，在畜禽粪便产生量的估算[10-11]、畜禽粪便的环境危害[12-13]、农业废弃物循环利用[14-16]、国内不同地域畜禽粪便分布[5,17]及农业废弃物养分状况[18]等方面均有深入地研究。而在农业生产中必然产生废弃物的情况 收稿日期：2015-02-11 修订日期：2015-03-15 基金项目：江山市科技项目（2014C16） 作者简介：周江明，男，浙江省江山人，高级农艺师，主要从事土壤肥力、植物营养及肥料施用等研究和应用工作。江山江山市农技推广中心，324100。Email：man_0034@https://www.wendangku.net/doc/5518872111.html, 下，再生利用变废为宝技术研究显得尤其重要，如畜禽粪便肥料化[19-20]、菌渣饲料化[2,21]、固体废弃物沼气化[22-23]等。目前，好氧堆肥是处理畜禽粪便、菌渣等固体农业废弃物最根本、最经济、最有效的方法，中国畜禽粪便生产有机肥技术也颇为成熟，对畜禽粪便发酵堆肥的C/N、温度、水分、pH值等研究相关报道较多，但很多文献中原料主要集中在畜禽粪便与秸秆、木屑、垄糠等辅料方面[20,24-26]，利用猪粪和菌渣2种废料进行堆肥生产有机肥则鲜有报道，本文选取猪粪和食用菌菌渣不同用量比例开展堆肥试验，调查堆肥过程中温度、养分、C 含量、pH值及种子发芽指数（germination index，GI）等动态变化，旨在为大规模无害化处理农业废弃物、生产优质有机肥料及农业废弃物资源化利用提供依据。 1 材料与方法 1.1 试验材料 堆肥材料猪粪来自浙江天蓬畜业有限公司规模化生态养殖场，菌渣（金针茹菌渣）由江山市食用菌根根公司提供，糠粉从浦城县稻谷加工厂采购，磷矿粉来源肥料销售门市部，供试材料的基本性状见表1。 1.2 试验设计 试验堆肥每个处理总量约2 000 kg，其中250 kg糠粉、100 kg磷矿粉，其余根据猪粪与菌渣鲜质量的不同比例设置4个处理，猪粪与菌渣质量比分别为处理A 9:1，处理B 8:2，处理C 7:3，处理D 6:4，各处理的初始含水率调节为50%～55%，并添加1‰的发酵菌剂，试验设

好氧堆肥的工艺设计

人体排泄物的好氧堆肥处理工艺人的排泄物中可作为植物养分的物质大部分在尿液里，一个成人一年约产生400升尿，其中含有4公斤氮、0.4公斤磷和0.9公斤钾。这些养分的存在形式最容易被植物吸收。氮是尿素形式，磷是磷酸盐形式，钾是离子形式。人尿中重金属的含量远低于化肥。由此可见，尿是农作物的优质肥料。 一部分用于小区的草地肥料，并入小区的灌溉系统，尿液与水的比例控制在1：4，以防止高浓度尿液烧苗。多余的尿液出售给周边的农民。在冬季，周边地区大棚蔬菜生产基地足以全部利用多余的尿液。 经过密闭放置尿液达到如下标准 储存温度储存时间储存后尿混合液中可能有的病原体推荐施用的作物 4℃＞1月病毒，原生物要加工的食物和饲料 4℃＞6月病毒，要加工的食物和饲料 20℃＞1月病毒，要加工的食物和饲料 20℃＞6月可能没有所有作物 2、粪便的处理利用 粪便的主要成分是未消化的有机物，每人每年的粪便总量约25—50公斤，其中含有0.55公斤氮、0.18公斤磷、0.37公斤钾。虽然粪便比尿含有的养分少，但粪便经过脱水和降减无害化处理杀灭病原体后是一种宝贵的土壤调节剂。可为土壤增强肥力，改善持水能力，提高养分的可利用性。降减过程中产生的腐殖质也可供有益的土壤种群生长，可保护植物不被土壤传播的疾病侵害。 粪便的处理主要采用好氧堆肥处理技术。好氧堆肥是在有氧条件下，依靠好氧微生物的作用来进行。在堆肥过程中，有机废物中的可溶性有机物可透过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物直接吸收；而不溶性的胶体有机物，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，并放出生物生长、活动所需的能量，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。 好氧堆肥的原料来源：（1）小区的粪变 （2）小区的有机生活垃圾 （3）二沉淀池的污泥 好氧堆肥的工艺流程（见下图）：

猪粪处理堆肥工艺实施方案

猪粪处理工艺 1处理效果及目标 猪粪含有有机质15%、总养分含量不高，氮0.5～0.6%、磷0.45～0.5%、钾0.35～0.45%（具体以当地猪粪检测结果为准）。猪粪的质地较细，成分较复杂，含蛋白质、脂肪类、有机酸、纤维素、半纤维素以及无机盐。猪粪含氮素较多，碳氮比例较小(14：1)，一般容易被微生物分解，释放出可为作物吸收利用的养分，是 一种良好的农家肥，是培肥改良土壤的优质有机肥资源。猪粪通过发酵，利用外 接菌剂所含的好氧微生物及厌氧微生物，将猪粪内不易被作物直接利用的有机 物分解转化为小分子物质（无机盐和矿物质），并在猪粪发酵过程中达到除臭、杀虫卵、灭病害的目的，发酵最终得到的物料得到充分腐熟，作为肥料使用时不会 出现烧苗现象，可以安全的作为肥料使用。 2猪粪处理过程中的污染控制手段 2.1猪粪发酵过程中臭气的控制 猪粪中的蛋白质、脂肪类物质在自然微生物的分解过程中会产生硫化氢、 氨气、硫醇等臭气，而由于猪粪的碳氮比较小，故猪粪发酵过程中的主要臭气 为氨气，针对于氨气的处理，我司制备的微生物菌剂中含有相对应的亚硝酸菌群，可将氨气转化为亚硝酸盐留在固体物料中，可有效的减少猪粪发酵过程中 的臭气产生。另外，关于猪粪中的硫化氢及硫醇类臭气，是猪粪本身自带的臭 气成分，量比较小，且物料进入高温发酵阶段之后，这些臭气物质就会减少。2.2猪粪的二次污染问题 直接施用新鲜猪粪便，会产生作物烧苗、病害、草害等负面影响。作物烧 苗主要是因为新鲜猪粪中的多种有机质如蛋白质、脂肪类、纤维素、半纤维素 没有经过适当的分解，使用到土地当中后，这些物质就会在分解的过程中与植 物的根系竞争氧气，导致烧苗现象的发生。传统的晾晒可以脱除猪粪中多余的 水分，但是这些有机质并没有多少变化，当做肥料使用后，遇水后不但会发生 臭味，而且烧苗的现象还是时有发生。猪粪经过发酵，就可达到除臭、杀虫卵、灭病害的目的，发酵最终得到的物料充分腐熟，作为肥料使用时不会出现烧苗 现象，可以安全的作为肥料使用。

高温好氧堆肥技术

堆肥制作技术及相关参数 随着规模化养殖场和城市污水处理厂的大量兴建，由此产生的有机废弃物数量日益庞大，而且高度集中，农村常见的简易堆积方式已不能采用，因为它们堆肥时间长，处理容量小，而且不适合机械化操作。而规模化高温好氧堆肥技术以其腐熟时间短、处理容量大、机械化或自动化程度高，而得到高度重视和推广应用。 (一)堆肥类型 堆肥分类方法很多。按堆制过程中是否需氧而分为好氧堆肥和厌氧堆肥；按原料发酵所处状态可分为发酵仓式堆肥和无发酵仓式堆肥；无发酵仓式好氧堆肥系统又分为露天条垛式翻堆供氧堆肥法和固定堆强制通风堆肥法两种。 好氧堆肥化是在通风条件下，有游离氧存在时进行的分解发酵过程。好氧堆肥温度高，一般在55℃以上，可维持5~11d，极限可达80℃以上，也称高温堆肥法。由于好氧堆肥法具有堆肥周期短、无害化程度高、卫生条件好、易于机械化操作等优点，在有关污泥、城市垃圾、畜禽粪便和农业秸秆等堆肥中被广泛采用。下面介绍目前国内外两类主要的好氧堆肥系统。 1．无发酵仓式堆肥系统物料通常堆制成条垛式，依据堆料供氧方式，无发酵仓式堆肥系统又可分为搅拌(翻堆)式堆肥床和固定堆式堆肥床两种堆肥方式。

搅拌式堆肥的主要特点是采用定期翻堆，使物料均匀，并提供充足氧气，有时还考虑强制通气(常采用抽气方式进行)。翻堆作业通常采用翻堆机械进行。 固定堆式堆肥基本不进行翻堆，其供氧方式主要有两种：一是采用自然通气方式进行堆肥，在堆肥场地开有通气沟，并在垂直方向设有通气管(也可用各种秸秆捆绑成束作为通气之用)，生物发酵所需要的氧气完全靠自然通风；二是采用强制通风供氧方式进行堆肥，也称固定堆强制通风堆肥法，肥堆的供氧利用鼓风机或空气压缩机强行鼓风进行，也可采用抽风方式进行。吹风或抽风可用定时器或在肥堆内安置的温度或氧气浓度自动反馈装置来间断性供氧，在一些大型堆肥厂可采用计算机控制堆肥。自然通风堆肥腐熟时间通常较长，而固定堆强制通风堆肥法则比较快，在3～5周内能使肥堆完全腐熟。 无发酵仓式堆肥系统的特点是基建投资少；工艺简单；操作简便易行；处理容量大。缺点是由于是敞开式堆肥，在冬季低温条件下，肥堆不易升温和保温；通常占地较大；堆肥时间比发酵仓式堆肥要长。2．发酵仓式堆肥系统堆肥在发酵装置内进行。发酵仓系统可分为立式发酵：塔和卧式、槽式发酵装置等两类。 立式堆肥发酵塔通常由5~8层组成，堆肥物料由塔顶进入塔内，在塔内堆肥物通过不同形式的机械运动，由塔顶一层层地向塔底移动。一般经过5~8d的好氧发酵，堆肥物即由塔顶移动至塔底而完成一次发

国内好氧堆肥技术调研报告

国内好氧堆肥技术调研报告 最新颁发的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》（试行）中指出，我国污泥处理处置应符合“安全环保、循环利用、节能降耗、因地制宜、稳妥可靠”的原则。鼓励城镇生活污水产生的污泥经好氧发酵处理后，严格按照国家相关标准进行土地利用。 污泥好氧发酵是通过好氧微生物的生物代谢作用，使污泥中有机物转化成稳定的腐殖质过程。伴随代谢过程中产生的热量，堆料温度可升至55度以上，有效杀灭病原菌、寄生虫卵和杂草种籽，并蒸发水份，实现污泥稳定化、无害化、减量化。随着污泥处置土地利用比例的增加，好氧堆肥技术在城镇污水处理厂污泥处理方面应用前景广阔。 一、堆肥技术工艺 1、工艺流程 好氧发酵是利用好氧微生物，在充足的氧、适合的温度和湿度条件下进行的生物过程，通用的处理工艺是经脱水后的城市污泥（含水率80%左右），与调理物料充分混合后进入发酵仓，在充足的氧气条件下，利用微生物作用，进行高温发酵，从而达到减量化、稳定化、无害化要求，发酵后的产品经过筛分，一部分回至混料器进行混合，其余部分制成堆肥产品。工艺流程图如下： 2、工艺类型 发酵反应系统是污泥好氧发酵的核心，根据运行方式、堆体形式、供氧方式等不同又分不同的发酵工艺： ?根据物料在发酵过程中的运行方式分为静态发酵、动态发酵和间歇

动态发酵，其中间歇动态发酵较均匀，动力消耗介于静态发酵和动 态发酵之间。 ?按照发酵堆体结构形式主要分为条垛式和发酵池式，发酵池式发酵仓为长槽型，占地面积小、容易控制、卫生条件好，目前较为常用。 ?发酵堆的供氧方式主要有自然通风、强制通风、强制抽风、翻堆、强制通风加翻堆等。强制通风加翻堆的供气方式通风量容易控制， 有利于供氧、颗粒破碎和水份的蒸发以及堆体发酵均匀，但投资、 运行费用稍高。 目前，国内常用的工艺组合为槽式静态强制通风工艺。其设施价格便宜、制作简单、曝气容易控制、卫生条件好、无害化程度高。缺点是占地面积大，臭味不好控制。 二、国内主要案例 目前，国内主要应用的好氧堆肥工艺有CTB工艺、SACT工艺和ENS工艺。其中CTB和SACT工艺案例是中国水网2010年度污泥处理处置十大推荐案例，ENS工艺为特别关注案例。以下是各工艺的代表案例信息。 1、CTB工艺——秦皇岛绿港污泥处理厂项目 1）、项目概况 该工程位于秦皇岛海港区麻念庄北，占地50亩，总投资4980万元，设计日处理城市污泥200吨（含水率80%）。2009年5月该污泥项目开 始试运行，采用自动控制生物堆肥处理技术(第二代CTB技术)，污泥经 过无害化处理后将用作植物生长所需的营养土或有机肥。 2）、基本技术参数 ?规模：200吨/天（含水率80%） ?工艺：发酵槽静态强制通风+翻抛工艺 ?发酵槽：35m×2m×5m ?发酵周期： 20天 ?数量： 20个 ?充氧设计负荷：0.1-0.3m3/m3.min ?调理剂投加量：5%

鸡粪好氧堆肥技术方案

鸡粪好氧堆肥处理方案 目录 1．项目说明 2．堆肥处理工艺设计 3．堆肥厂设计参数与布置 4．投资成本与效益分析 5．二期生产有机无机复混肥规划设计 1．项目说明 1.1 背景介绍 目前，大型养殖场和农业生产中产生的大量有机废弃物如畜禽粪便、作物秸秆等没有得到合理利用，不仅浪费了资源，而且对人们的生产和居住环境造成威胁。以鸡粪、猪粪和作物秸秆等为原料，通过堆肥工程将这些废弃物转化为有机肥，不仅能实现资源再生利用，而且能美化生活环境，推动区域经济发展，是当前推动社会主义新农村建设的重要内容之一，具有重要的经济效益、环境效益和社会效益。 好氧堆肥，指在人工控制下，在一定的水分、碳氮比（C/N）和通风条件下通过微生物的发酵作用，将畜禽粪便和作物秸秆等废弃有机物转变为肥料的过程。 目前国内应用最多的堆肥方式是条垛式和地上浅槽式两种类型，在我国北方地区，多采用拱形棚式条垛或连栋棚式浅槽，利于冬季保温和增温。 条垛式堆肥是将原料混合物堆成长条形的堆或条垛，通过人工或机械的定期翻堆配合自然通风来维持堆体中的有氧状态，在好氧条件下进行发酵分解。垛的断面可以是梯形、不规则四边形或三角形。 1.2 项目介绍 本项目以养鸡场产生的鸡粪和稻壳为原料，利用德国BACKHUS好氧堆肥翻抛机，通过堆肥工程技术生产精致有机肥。 项目地点位于河南省，日处理鸡粪和稻壳混合物333吨，混合物含水量为60%，具有通过好氧堆肥方式处理鸡粪并生产有机肥的有利条件。 本方案设计包括一期好氧堆肥处理生产精致有机肥和二期生产颗粒化有机无机复混肥两部分，一期生产产品为精制有机肥，产品为褐色或灰褐色粉状物料，采用塑料编织袋包装后直接销售；二期生产产品为有机-无机复混肥，通过向精制有机肥中加入适量无机养分，经混合、造粒、烘干制成颗粒状复混肥。 2．堆肥处理工艺设计 工艺路线是将湿鸡粪与稻壳混合物的含水率调到60%左右，利用生物发酵升温杀菌，使鸡粪含水

好氧堆肥工艺

好氧堆肥工艺Last revision on 21 December 2020

静态好氧堆肥处理城市垃圾 好氧堆肥的原理： 好氧堆肥是在有氧条件下，好氧细菌对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁忙殖，产生出更多的生物体的过程。在有机物生化降解的同时，伴有热量产生，因堆肥工艺中该热能不会全部散发到环境中，就必然造成堆肥物料的温度升高，这样就会使一些不耐高温的微生物死亡，耐高温的细菌快速繁殖。生态动力学表明，好氧分解中发挥主要作用的是菌体硕大、性能活泼的嗜热细菌群。该菌群在大量氧分子存在下将有机物氧化分解，同时释放出大量的能量。据此好氧堆肥过程应伴随着两次升温，将其分成三个阶段：起始阶段、高温阶段和熟化阶段。堆肥过程的影响因素包括：生物挥发性固体、通风供氧、水分、温度、碳氮比等。通常要经过物料预处理、一次发酵、二次发酵和后处理过程。 1堆肥的过程参数 堆肥化过程是复杂的。物料经混匀后，受营养平衡、水分含量和物理结构等的影响。工艺过程中要控制的各种参数，就是那些对堆肥过程有影响的物理、化学和生物因素。它们决定微生物活动的程度，从而影响堆肥的速度与质量。 水分含量 在堆肥过程中，水分是一个重要的物理因素。水分含量是指整个堆体的含水量。水分的主要作用在于：（1）溶解有机物，参与微生物的新陈代谢；（2）水分蒸发时带走热量，起调节堆肥温度的作用。水分的多少，直接影响好氧堆肥反应速度的快慢，影响堆肥的质量，甚至关系到好氧堆肥工艺的成败，因此，水分的控制十分重要。在堆肥期间，如果水分含量低于10%~15%，细菌的代谢作用会普遍停止；含水量太高，会使堆体内自由空间少，通气性差，形成微生物发酵的厌氧状态，产生臭味，减慢降解速度，延长堆腐时间。 大量的研究结果表明，堆肥的起始含水率一般为50%~60%。在堆肥的后熟期阶段，堆体的湿度也应保持在一定的水平，以利于细菌和放线菌的生长而加快后熟，同时减少灰尘污染。 通气量

好氧堆肥工艺的原理及过程控制参数

好氧堆肥工艺的原理及过程控制参数 工艺原理 好氧堆肥是在有氧条件下，好氧细菌对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁忙殖，产生出更多的生物体的过程。在有机物生化降解的同时，伴有热量产生，因堆肥工艺中该热能不会全部散发到环境中，就必然造成堆肥物料的温度升高，这样就会使一些不耐高温的微生物死亡，耐高温的细菌快速繁殖。生态动力学表明，好氧分解中发挥主要作用的是菌体硕大、性能活泼的嗜热细菌群。该菌群在大量氧分子存在下将有机物氧化分解，同时释放出大量的能量。据此好氧堆肥过程应伴随着两次升温，将其分成三个阶段：起始阶段、高温阶段和熟化阶段。 起始阶段：不耐高温的细菌分解有机物中易降解的碳水化合物、脂肪等，同时放出热量使温度上升，温度可达15~4 0℃。 高温阶段：耐高温细菌迅速繁殖，在有氧条件下，大部分较难降解的蛋白质、纤维等继续被氧化分解，同时放出大量热能，使温度上升至60~70℃。当有机物基本降解完，嗜热菌因缺乏养料而停止生长，产热随之停止。堆肥的温度逐渐下降，当温度稳定在40℃，堆肥基本达到稳定，形成腐植质。 熟化阶段：冷却后的堆肥，一些新的微生物借助残余有机物（包括死后的细菌残体）而生长，将堆肥过程最终完成。 好氧堆肥的控制参数 机械化好氧堆肥过程的关键，就是如何选择和控制堆肥条件，促使微生物降解的过程能快速顺利进行，一般来说好氧堆肥要求控制的参数有： 供氧量 对于好氧堆肥而言，氧气是微生物赖以生存的物质条件，供氧不足会造成大量微生物死亡，使分解速度减慢；但供冷空气量过大又会使温度降低，尤其不利于耐高温菌的氧化分解过程，因此供氧量要适当，一般为0.1~0.2m3/m3.min ，供氧方式是靠强制通风，因此保持物料间一定的空隙率很重要，物料颗粒太大使空隙率减小，颗粒太小其结构强度小，一旦受压会发生倾塌压缩而导致实际空隙减小。因此颗粒大小要适当，可视物料组成性质而定。 含水率 在堆肥工艺中，堆肥原料的含水率对发酵过程影响很大，水的作用一是溶解有机物，参与微生物的新陈代谢；二是可以调节堆肥温度，当温度过高时可通过水分的蒸发，带走一部分热量。水分太低妨碍微生物的繁殖，使分解速度缓慢，甚至导致分解反应停止。水分过高则会导致原料内部空隙被水充满，使空气量减少，造成向有机物供氧不足，形成厌氧状态。同时因过多的水分发，而带走大部分热量，使堆肥过程达不到要求的高温阶段，抑制了高温菌的降解活性，最终影响堆肥的效果。实践证明堆肥原料的水分在50~50％为宜。 碳氮比 有机物被微生物分解的速度随碳氮比变化，微生物自身的碳氮比约为4~30，因此用作其营养的有机物的碳氮比最好也在该范围内，当碳氮比在10~25时，有机物被生物分解速度最大。如果碳氮比过高，堆肥成品的比值也过高，即出现“氮饥饿”状态，施于土壤后，会夺取土壤中的氮，而影响作物生长。堆肥过程适宜的碳氮比应为20~30。

好氧堆肥工艺

静态好氧堆肥处理城市垃圾 好氧堆肥得原理: 好氧堆肥就是在有氧条件下,好氧细菌对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身得生命活动,把一部分被吸收得有机物氧化成简单得无机物,同时释放出可供微生物生长活动所需得能量,而另一部分有机物则被合成新得细胞质,使微生物不断生长繁忙殖,产生出更多得生物体得过程。在有机物生化降解得同时,伴有热量产生,因堆肥工艺中该热能不会全部散发到环境中,就必然造成堆肥物料得温度升高,这样就会使一些不耐高温得微生物死亡,耐高温得细菌快速繁殖。生态动力学表明,好氧分解中发挥主要作用得就是菌体硕大、性能活泼得嗜热细菌群。该菌群在大量氧分子存在下将有机物氧化分解,同时释放出大量得能量。据此好氧堆肥过程应伴随着两次升温,将其分成三个阶段:起始阶段、高温阶段与熟化阶段。堆肥过程得影响因素包括:生物挥发性固体、通风供氧、水分、温度、碳氮比等。通常要经过物料预处理、一次发酵、二次发酵与后处理过程、1堆肥得过程参数 堆肥化过程就是复杂得。物料经混匀后,受营养平衡、水分含量与物理结构等得影响。工艺过程中要控制得各种参数,就就是那些对堆肥过程有影响得物理、化学与生物因素。它们决定微生物活动得程度,从而影响堆肥得速度与质量。 1.1水分含量 在堆肥过程中,水分就是一个重要得物理因素。水分含量就是指整个堆体得含水量。水分得主要作用在于:(1)溶解有机物,参与微生物得新陈代谢;(2)水分蒸发时带走热量,起调节堆肥温度得作用。水分得多少,直接影响好氧堆肥反应速度得快慢,影响堆肥得质量,甚至关系到好氧堆肥工艺得成败,因此,水分得控制十分重要。在堆肥期间,如果水分含量低于10%～15％,细菌得代谢作用会普遍停止;含水量太高,会使堆体内自由空间少,通气性差,形成微生物发酵得厌氧状态,产生臭味,减慢降解速度,延长堆腐时间、 大量得研究结果表明,堆肥得起始含水率一般为50%～６0％。在堆肥得后熟期阶段,堆体得湿度也应保持在一定得水平,以利于细菌与放线菌得生长而加快后熟,同时减少灰尘污染。 1。2通气量

第九章 固体废弃物高温堆肥技术

第九章固体废弃物高温堆肥技术 第一节概述一、基本概念1、定义：堆肥化（Composting）是在有控制的条件下，使有机废弃物在微生物（主要为细菌）作用下，发生降解，并同时使有机物发生生物稳定作用（向稳定的腐殖质方向转化）的过程。堆肥化后的产物称之为堆肥（Compost）。 2、堆肥的优点 1)废物的物理性质得到改善: 如结构蓬松、体积和水分减少 2)卫生无害化: 无臭味、病原物大幅度灭活、不孳生苍蝇 3)可充分发挥培肥改土和促进植物生长的作用堆肥化处理后，物料腐殖化程度提高，施用后不会烧根烧苗 改良土壤物理性能：促进土壤团粒结构形成、降低土壤容重、提高土壤保肥能力 提高土壤有机质水平和提供作物养分（具有缓释的特点） 提高土壤的缓冲作用 活化土壤养分：腐殖酸具有螯合作用 具有生理调节作用：具有生理活性物质 提高土壤生物活性 堆肥是CO2供给源 3、堆肥的原料 1）纤维木质素类废弃物：农业秸秆、林业废弃物（树皮、

锯末、树叶）、糠壳、甘蔗渣、芦苇渣、野草等 2）厨余物与畜禽粪便 3）市政废弃物：生活垃圾、下水污泥等 注意：以第一类为主体原料的堆肥，常要配合低C/N比的材料，如畜禽粪便或城市污泥或豆科绿肥或N肥4、堆肥的类型 好氧堆肥化是在通风条件下，有游离氧存在时进行的分解发酵过程。 好氧堆肥堆温高，一般在55℃以上，可维持7-11天，极限可达80℃以上，亦称高温堆肥法。由于好氧堆肥法具有堆肥周期短、无害化程度高、卫生条件好、易于机械化操作等优点，在有关污泥、城市垃圾、畜禽粪便和农业秸秆等堆肥中被广泛采用。目前国内外两类主要的好氧堆肥系统：1) 无发酵装置系统 物料通常均堆制成条垛式（windrow），依据堆料供氧方式，无发酵装置系统又可分为搅拌式堆肥床和固定堆式堆肥床 两种堆肥方式。