高温好氧堆肥技术.doc

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1、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

2、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)

3、。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～

4、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酵。立式堆肥发酵塔通常为密闭结构，塔内温度分布从上层到下层

5、逐渐升高，塔式装置的供氧通常以风机强制通风。卧式堆肥发酵滚筒(达诺式Danot)，该发酵滚筒在水平方向上呈倾斜放置，直径为2.5一4.5m，长20一40m，强制供气。在该装置中废弃物靠与简体内表面的摩擦沿旋转方向提升(转速为0.1—3r·min-1)，同时借助自身重量落下。通过如此反复升落，废物被均匀地翻倒与供人的空气接触，并通过微生物的作用进行发酵。经1~5d发酵后排出，条垛放置熟化。筒仓式堆肥发酵仓为单层圆筒状，发酵仓深度一般为4~5m，大多采用钢筋混凝土构成。发酵仓内供氧均采用高压离心风机强制供气，以维持仓内堆肥好氧发酵。空气从仓

6、底进入发酵仓，堆肥原料由仓顶加入，经过6～12d的好氧发酵，初步腐熟的堆肥从仓底通过出料机出料。此外还有箱式堆肥发酵池，吊车翻倒式发酵池，卧式浆叶发酵池，卧式刮板发酵池等。发酵仓式堆肥系统不受气候影响，能有效控制二次污染，发酵时间快，占地面积少。缺点是基建投资大，运行成本较高。(二)堆肥的基本原理及微生物学过程L基本原理好氧堆肥是在有氧条件下，好氧微生物通过自身的分解代谢和合成代谢过程，将一部分有机物分解氧化成简单的无机物，从中获得微生物新陈代谢所需要的能量，同时将一部分有机物转化合成新的细胞物质的过程(图9—4)。堆肥的结果是废弃物中

7、有机物向稳定化程度较高的腐殖质方向转化，腐殖质的形成十分复杂，其生物学过程示意如下(图9—5)。需要指出的是，腐殖质形成非常缓慢，在有限的堆肥时间内不可能形成大量腐殖质，但采用各种光谱分析发现，堆肥有机物结构芳构化程度明显有所提高。2．微生物学过程好氧堆肥的微生物学过程可大致分为如下3个阶段，每个阶段都有其独特的微生物类群。(1)产热阶段。堆肥初期(通常在1～2d)，肥堆中嗜温性微生物利用可溶性和易降解性有机物作为营养和能量来源，迅速增殖，并释放出热能，使肥堆温度不断上升。此阶段温度在室温至50℃范围内，微生物以中温、需氧型为主，包括细

8、菌、放线菌和真菌，通常是以一些无芽孢细菌和霉菌等为主。其中细菌主要利用水溶性单糖等，放线菌和真菌对于分解纤维素和半纤维素物质具有特殊的功能。(2)高温阶段。当肥堆温度上升到50℃以上时，即进入高温阶段。通常