农业废弃物资源化利用技术课件完整版.ppt

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1、农业废弃物资源化利用技术农业废弃物资源化利用技术 一、农业废弃物的概念、特点及种类一、农业废弃物的概念、特点及种类 概概 念念 农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，主要包括农业生产过程中生产的植物残余类废弃物、动物类残主要包括农业生产过程中生产的植物残余类废弃物、动物类残余废弃物、加工类残余废弃物以及农村城镇生活垃圾等。余废弃物、加工类残余废弃物以及农村城镇生活垃圾等。通通常我们所说的农业废弃物主要是指常我们所说的农业废弃物主要是指农业作物秸秆农业作物秸秆和和畜畜禽粪便禽粪便。特点特点1）在元素组成上：）在元素组成上：C、

2、O、H三元素的含量高达三元素的含量高达65 %90%外，还含有丰富的外，还含有丰富的N、P、K、Ca 、Mg、S 等多种微量元等多种微量元素。素。2）化学组成上：（）化学组成上：（1）是）是天然高分子聚合物及其混合物天然高分子聚合物及其混合物，如，如纤维素、半纤维素、淀粉、蛋白质、天然橡胶、果胶和木纤维素、半纤维素、淀粉、蛋白质、天然橡胶、果胶和木质素等；（质素等；（2）是）是天然小分子化合物天然小分子化合物，如生物碱、氨基酸、，如生物碱、氨基酸、单糖、抗生素、脂肪、脂肪酿、激素、黄酮素、酮类、甾单糖、抗生素、脂肪、脂肪酿、激素、黄酮素、酮类、甾体化合物、萜烯类和各种碳氢化合物。体化合物、萜烯

3、类和各种碳氢化合物。3）物理性质上：具有表面密度小、韧性大、抗拉、抗弯、抗）物理性质上：具有表面密度小、韧性大、抗拉、抗弯、抗冲击能力强的特点。冲击能力强的特点。种类种类1）第）第1性生产废弃物，主要是指农田和果园残留物，如作性生产废弃物，主要是指农田和果园残留物，如作物的秸秆或果树的枝条、杂草、落叶、果实外壳等。物的秸秆或果树的枝条、杂草、落叶、果实外壳等。2）第）第2性生产废弃物，主要是指畜禽粪便和栏圈垫物等。性生产废弃物，主要是指畜禽粪便和栏圈垫物等。 3）第）第3性生产废弃物，主要指农副产品加工后的剩余物。性生产废弃物，主要指农副产品加工后的剩余物。4）第）第4性生产废弃物，主要指农村

4、居民生活废弃物性生产废弃物，主要指农村居民生活废弃物,包括人包括人粪尿及生活垃圾。粪尿及生活垃圾。1、获取能量、获取能量1.1农业废弃物制沼气。据研究表明，农作物秸秆、蔬菜瓜果农业废弃物制沼气。据研究表明，农作物秸秆、蔬菜瓜果的废弃物和畜禽粪便都是制沼气最好的原料。据测算，每的废弃物和畜禽粪便都是制沼气最好的原料。据测算，每千克秸秆可制气千克秸秆可制气2.2 m3，每吨秸秆可替代，每吨秸秆可替代0.7t煤炭。煤炭。1.2农业废弃物气化。利用生物质热能气化原理，由气化反应农业废弃物气化。利用生物质热能气化原理，由气化反应器将可燃烧物质经过干燥热解气化和还原等过程，变成可器将可燃烧物质经过干燥热解

5、气化和还原等过程，变成可燃气体，最终输送到各个用户。燃气体，最终输送到各个用户。二、农业废弃物资源化利用途径二、农业废弃物资源化利用途径1.3农业废弃物液化。将能量密度较低的废弃物转化成密度高、农业废弃物液化。将能量密度较低的废弃物转化成密度高、品位高的液体燃料是合理利用生物质能的有效途径，也是品位高的液体燃料是合理利用生物质能的有效途径，也是21世纪最有发展潜力的技术之一。由生物质制成的液体燃世纪最有发展潜力的技术之一。由生物质制成的液体燃料叫生物燃料。生物燃料主要包括生物酒精、生物甲醇、料叫生物燃料。生物燃料主要包括生物酒精、生物甲醇、生物柴油和生物油。生物柴油和生物油。1.4农业废弃物固

6、化。将秸秆、稻壳、锯末、木屑等有机废弃农业废弃物固化。将秸秆、稻壳、锯末、木屑等有机废弃物，用机械加压、加热等原理，将原来松散、无定型、低物，用机械加压、加热等原理，将原来松散、无定型、低发热量的生物质原料压制成具有一定形状、密度较高发热量的生物质原料压制成具有一定形状、密度较高(1.11.4 t/m3)的固体成型燃料的固体成型燃料,其功效相当于中质煤其功效相当于中质煤,但没有煤所但没有煤所固有的含硫量大、灰分高、污染环境等缺点。固有的含硫量大、灰分高、污染环境等缺点。1.5直接作燃料直接作燃料适宜的堆肥温度在40-60之间，堆肥堆应该在最小的40运行状态下保持5天，在此期间温度要至少持续4个

7、小时超过55。这种情况下，外源微生物要和大量的土著微生物竞争，不能发挥其在纯培养条件下的物质分解潜力。堆肥过程中，微生物利用碳源，消耗氧气，产生二氧化碳。这是因为微生物消耗有机物，使2/3的碳以CO2的形式释放出来，剩余1/3的碳和氮一起合成生物细胞，细胞死亡后，这些碳和氮释放出来供进一步使用。认为接种微生物受到下列因素影响：堆肥物料中土著微生物数量巨大，繁殖迅速，短时间内即可达到很大的群体数量。8 制作生物滤床滤料。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。人工造就近似于牛前胃的生理环境，通过有益微生物发酵使秸秆的纤维素、半纤维素、木质素等成分转化为糖类,增加粗蛋白7 %13 %

8、、18种氨基酸4%8%及各种维生素，从而使低能的废弃物转化为高能的廉价的“细菌饲料”。1) 有机质和挥发性固体含量的变化随着堆肥的进行，堆肥有机质和挥发性固体含量呈持续下降的趋势，最后达到基本稳定。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；缺点是基建投资大，运行成本较高。发酵仓式堆肥系统 堆肥在发酵装置内进行。二、农业废弃物资源化利用途径1) 有机质和挥发性固体含量的变化随着堆肥的进行，堆肥有机质和挥发性固体含量呈持续下降的趋势，最后达到基本稳定。如麦秸可编成凉席凉帽；一、农业废弃物的概念、特点及种类按堆制过程中是否需氧而分为好氧堆肥和厌氧堆肥；目前国际上

9、应用最多的是水芹（Cress）种子，它对环境的敏感性高，发芽快。如麦秸可编成凉席凉帽；2、制作堆肥、制作堆肥2.1堆肥堆肥2.2 液体肥料。农业废弃物液体肥料。农业废弃物(废渣、杂草、废菜叶、瓜果皮等废渣、杂草、废菜叶、瓜果皮等)做成堆肥后，其液体汁液经安全处理后可制成液体肥料。做成堆肥后，其液体汁液经安全处理后可制成液体肥料。2.3 有机生物肥有机生物肥2.4 有机无机复合肥有机无机复合肥3、生产饲料、生产饲料3.1 氨化饲料。利用碱尿素等含氨物质经过与秸秆混合发生变氨化饲料。利用碱尿素等含氨物质经过与秸秆混合发生变化，使秸秆中的纤维素、木质素细胞壁膨胀疏松，便于牲化，使秸秆中的纤维素、木质

10、素细胞壁膨胀疏松，便于牲畜消化吸收。畜消化吸收。3.2 青储饲料。能有效保持作物茎杆的青绿状态，提高适口性。青储饲料。能有效保持作物茎杆的青绿状态，提高适口性。3.3 生化蛋白饲料。利用微生物培养基、酵母真菌、氨基酸、生化蛋白饲料。利用微生物培养基、酵母真菌、氨基酸、酶制剂等生物和矿物质使作物饲料转化成蛋白饲料，比普酶制剂等生物和矿物质使作物饲料转化成蛋白饲料，比普通饲料营养价值更高。如秸秆通过制作剂的作用，转化为通饲料营养价值更高。如秸秆通过制作剂的作用，转化为富含低分子碳水化合物、游离氨基酸、大量菌体蛋白和部富含低分子碳水化合物、游离氨基酸、大量菌体蛋白和部分维生素的高效生化蛋白饲料。分维

11、生素的高效生化蛋白饲料。 3.4 醣化饲料。人工造就近似于牛前胃的生理环境，通过有益醣化饲料。人工造就近似于牛前胃的生理环境，通过有益微生物发酵使秸秆的纤维素、半纤维素、木质素等成分转微生物发酵使秸秆的纤维素、半纤维素、木质素等成分转化为糖类化为糖类,增加粗蛋白增加粗蛋白7 %13 %、18种氨基酸种氨基酸4%8%及及各种维生素，从而使低能的废弃物转化为高能的廉价的各种维生素，从而使低能的废弃物转化为高能的廉价的“细菌饲料细菌饲料”。3.5 碱化饲料。在一定浓度的碱液的作用下，打破秸秆粗纤维碱化饲料。在一定浓度的碱液的作用下，打破秸秆粗纤维中纤维素、半纤维素、木质素之间的醚键或酯键中纤维素、半

12、纤维素、木质素之间的醚键或酯键,并溶去大并溶去大部分木质素和矽酸盐，撕断维生素与木质素的复合物部分木质素和矽酸盐，撕断维生素与木质素的复合物,从而从而提高粗饲料的营养价值，使不消化的木质素变为易消化的提高粗饲料的营养价值，使不消化的木质素变为易消化的羟基木质素，利于动物吸收。羟基木质素，利于动物吸收。5 m，长2040 m，强制供气。立式堆肥发酵塔通常由58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。用农作物秸秆制作的方便碗和方便盒有易分解、易腐烂的优点，不仅减少了白色污染，还减少了木料的消耗，利于保护环境。能有效保持作物茎杆的青绿状态，提高适

13、口性。1）第1性生产废弃物，主要是指农田和果园残留物，如作当含水量在35-40%之间时，降解速率就会极大地降低，在30%以下时，降解过程就完全停止。利用碱尿素等含氨物质经过与秸秆混合发生变化，使秸秆中的纤维素、木质素细胞壁膨胀疏松，便于牲畜消化吸收。如麦秸可编成凉席凉帽；可制作编织物和装饰品及其他。二、农业废弃物资源化利用途径农业废弃物(废渣、杂草、废菜叶、瓜果皮等)做成堆肥后，其液体汁液经安全处理后可制成液体肥料。认为接种微生物受到下列因素影响：堆肥物料中土著微生物数量巨大，繁殖迅速，短时间内即可达到很大的群体数量。6毫米，这个区间的下限适用于通风或连续翻堆的堆肥系统，上限为静态堆垛或其他静

14、态通风堆肥系统。二、农业废弃物资源化利用途径2）化学组成上：（1）是天然高分子聚合物及其混合物，如纤维素、半纤维素、淀粉、蛋白质、天然橡胶、果胶和木质素等；如麦秸可编成凉席凉帽；直观定性判断标准是堆肥不再进行激烈的分解，成品温度较低；实验证明将堆肥物质加以粉碎，可以将降解率提高2倍，科学家提出一个推荐的粒径值为1.在某些情况下，堆肥所需空气的重量是基质干重的3050倍。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。4 t/m3)的固体成型燃料,其功效相当于中质煤,但没有煤所固有的含硫量大、灰分高、污染环境等缺点。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

15、纤维素-纤维素和蛋白质也开始被强烈分解。4、生产工业及医药原料、生产工业及医药原料4.1 有机产品。生产木糖、木糖醇、淀粉，制乙醇、糠醛，提有机产品。生产木糖、木糖醇、淀粉，制乙醇、糠醛，提取烟碱及中药原料。取烟碱及中药原料。4.2 轻型建材。可制作编织物和装饰品及其他。如麦秸可编成轻型建材。可制作编织物和装饰品及其他。如麦秸可编成凉席凉帽；高粱秆可制成门帘和窗帘。凉席凉帽；高粱秆可制成门帘和窗帘。4.3 可降解的包装材料。用农作物秸秆制作的方便碗和方便盒可降解的包装材料。用农作物秸秆制作的方便碗和方便盒有易分解、易腐烂的优点，不仅减少了白色污染，还减少有易分解、易腐烂的优点，不仅减少了白色污

16、染，还减少了木料的消耗，利于保护环境。了木料的消耗，利于保护环境。4.4 食品防腐剂和空气清新剂。如竹叶可制防腐剂，有些水果食品防腐剂和空气清新剂。如竹叶可制防腐剂，有些水果残渣可制成空气清新剂。残渣可制成空气清新剂。4.5 培养基。如橡胶废水可作培养基，作物废弃物可作实用菌培养基。如橡胶废水可作培养基，作物废弃物可作实用菌培养基。培养基。4.6 药物。如芹菜和黄瓜根可制成中药，薯秧根可作饲料、制药物。如芹菜和黄瓜根可制成中药，薯秧根可作饲料、制糖稀或酿酒。糖稀或酿酒。4.7 生产食用菌。生产食用菌。4.8 制作生物滤床滤料。国内可制作滤料的废弃物有果菜、酒制作生物滤床滤料。国内可制作滤料的废

17、弃物有果菜、酒糟、锯木屑、蔗渣、稻谷、玉米穗、米糠、豆粕、杂草等。糟、锯木屑、蔗渣、稻谷、玉米穗、米糠、豆粕、杂草等。 三、堆肥技术三、堆肥技术 1 1、 堆肥的概念堆肥的概念 堆肥，是指在人工控制下，在一定的水分、堆肥，是指在人工控制下，在一定的水分、C/N比和比和通风条件下通过微生物的发酵作用，将废弃有机物转变为通风条件下通过微生物的发酵作用，将废弃有机物转变为肥料的过程。通过堆肥化过程，有机物由不稳定状态转变肥料的过程。通过堆肥化过程，有机物由不稳定状态转变为稳定的腐殖质物质，其堆肥产品不含病原菌，不含杂草为稳定的腐殖质物质，其堆肥产品不含病原菌，不含杂草种子，而且无臭无蝇，可以安全处理

18、和保存，是一种良好种子，而且无臭无蝇，可以安全处理和保存，是一种良好的土壤改良剂和有机肥料。的土壤改良剂和有机肥料。 前处前处理理第一阶第一阶段高速段高速阶段阶段第二阶第二阶段后熟段后熟阶段阶段后处后处理理调理调理剂剂产品循产品循环环基基质质堆肥产品堆肥产品膨胀剂膨胀剂膨胀剂回膨胀剂回流流2、一般堆肥流程图、一般堆肥流程图3.1 3.1 升温阶段升温阶段一般指堆肥过程的初期，在该阶段，堆体温度逐步从一般指堆肥过程的初期，在该阶段，堆体温度逐步从环境温度上升到环境温度上升到4545度左右，主导微生物以嗜温性微生度左右，主导微生物以嗜温性微生物为主，包括真菌、细菌和放线菌，分解底物以糖类物为主，包

19、括真菌、细菌和放线菌，分解底物以糖类和淀粉类为主，期间能发现真菌的子实体，也有动物和淀粉类为主，期间能发现真菌的子实体，也有动物及原生动物参与分解。及原生动物参与分解。3、堆肥阶段、堆肥阶段 堆温升至堆温升至4545度以上即进入高温阶段，在这一阶段，嗜度以上即进入高温阶段，在这一阶段，嗜温微生物受到抑制甚至死亡，而嗜热微生物则上升为主导温微生物受到抑制甚至死亡，而嗜热微生物则上升为主导微生物。堆肥中残留的和新形成的可溶性有机物质继续被微生物。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氧化分解，复杂的有机物如半纤维素- -纤维素和蛋白质也纤维素和蛋白质也开始被强烈

20、分解。开始被强烈分解。 微生物的活动也是交替出现的，通常在微生物的活动也是交替出现的，通常在5050度左右时最度左右时最活跃的是嗜热性真菌和放线菌，温度上升到活跃的是嗜热性真菌和放线菌，温度上升到6060度时真菌几度时真菌几乎完全停止活动，仅有嗜热性细菌和放线菌活动，温度升乎完全停止活动，仅有嗜热性细菌和放线菌活动，温度升到到7070度时大多数嗜热性微生物已不再适应，并大批进入死度时大多数嗜热性微生物已不再适应，并大批进入死亡和休眠阶段。亡和休眠阶段。 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5555度，这是因为大度，这是因为大多数微生物在该范围内最活跃，最易分解有机物，其

21、中的多数微生物在该范围内最活跃，最易分解有机物，其中的病原菌和寄生虫大多数可被杀死。病原菌和寄生虫大多数可被杀死。 3.2 高温阶段高温阶段 高温阶段必然造成微生物的死亡和活动高温阶段必然造成微生物的死亡和活动减少，自然进入低温阶段。在这一阶段，嗜减少，自然进入低温阶段。在这一阶段，嗜温性微生物又开始占据优势，对残余较难分温性微生物又开始占据优势，对残余较难分解的有机物作进一步的分解，但微生物活性解的有机物作进一步的分解，但微生物活性普遍下降，堆体发热量减少，温度开始下降，普遍下降，堆体发热量减少，温度开始下降，有机物趋于稳定化，需氧量大大减少，堆肥有机物趋于稳定化，需氧量大大减少，堆肥进入腐

22、熟或后熟阶段。进入腐熟或后熟阶段。 3.3 降温阶段降温阶段 堆堆肥肥实实际际时时间间 方方法法 范范围围 典典型型 后后熟熟时时间间 传传统统沤沤肥肥 6 个个月月到到 2 年年 1 年年 条条垛垛式式-翻翻堆堆 1-4 个个月月 2 个个月月 1-2 个个月月 静静态态通通气气堆堆 3-5 周周 4 周周 1-2 个个月月 转转鼓鼓发发酵酵 3-8 天天 2 个个月月 筒筒仓仓发发酵酵 1-2 周周 2 个个月月 4、典型堆肥时间、典型堆肥时间5、堆肥工艺分类、堆肥工艺分类l按堆制过程中是否需氧而分为好氧堆肥和厌氧堆肥；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

23、发酵仓式堆肥和无发酵仓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。式堆肥。 l好氧堆肥法是在通风条件下，有游离氧存在时进行的好氧堆肥法是在通风条件下，有游离氧存在时进行的分解发酵过程。好氧堆肥温度高，一般在分解发酵过程。好氧堆肥温度高，一般在55以上，以上，可维持可维持5l1 d，极限可达，极限可达80以上，也称高温堆肥以上，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、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、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。城市垃圾、畜禽

24、粪便和农业秸秆等堆肥中被广泛采用。 l无发酵仓式堆肥系统无发酵仓式堆肥系统 物料通常堆制成条垛式，依据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。（翻堆）式堆肥床和固定堆式堆肥床两种堆肥方式。l搅拌式堆肥的主要特点是采用定期翻堆，使物料均匀，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。方式进行）。翻堆作业通常采用翻堆机械进行。l固定堆式堆肥基本

25、不进行翻堆，其供氧方式主要有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；二是采用两种：一是采用自然通气方式进行堆肥；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强制通风供氧方式进行堆肥，也称固定堆强制通风堆肥法。自然通风堆肥腐熟时间通常较长，而固定堆肥法。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，在堆强制通风堆肥法则比较快，在35周内能使肥堆周内能使肥堆完全腐熟。完全腐熟。 l无发酵仓式堆肥系统的特点是基建投资少；工艺简单；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，操作简便易

26、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。大；堆肥时间比发酵仓式堆肥要长。适宜的堆肥温度在40-60之间，堆肥堆应该在最小的40运行状态下保持5天，在此期间温度要至少持续4个小时超过55。一、农业废弃物的概念、特点及种类农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，主要包括农业生产过程中生产的植物残余类废弃物、动物类残余废弃物、加工类残余废弃物以及农村城镇生活垃圾等。在某些情况下，堆肥所需空气的重量是基质干重的3050倍。那么，对于好氧堆肥，氧气供应量应该是多少

27、才算是充足呢？尽管空气中氧气含量占到21%，但是好氧微生物在氧气浓度为5%时就可以存活。一、农业废弃物的概念、特点及种类如果没有充足的氧气，堆肥过程将会变成厌氧发酵，产生难闻的气味，包括H2S气体的臭鸡蛋气味。2）化学组成上：（1）是天然高分子聚合物及其混合物，如纤维素、半纤维素、淀粉、蛋白质、天然橡胶、果胶和木质素等；13 rmin-1），同时借助自身重量落下。6毫米，这个区间的下限适用于通风或连续翻堆的堆肥系统，上限为静态堆垛或其他静态通风堆肥系统。堆肥理想的C/N是30：1左右。二、农业废弃物资源化利用途径堆肥过程最常用的接种方式：一是加入上次堆肥反应后的保留堆料；将秸秆、稻壳、锯末、木

28、屑等有机废弃物，用机械加压、加热等原理，将原来松散、无定型、低发热量的生物质原料压制成具有一定形状、密度较高(1.能有效保持作物茎杆的青绿状态，提高适口性。不同的物质有不同的水分上限，并由这些物质的粒径和结构特性所决定。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。如果没有充足的氧气，堆肥过程将会变成厌氧发酵，产生难闻的气味，包括H2S气体的臭鸡蛋气味。好氧堆肥温度高，一般在55以上，可维持5l1 d，极限可达80以上，也称高温堆肥法。如芹菜和黄瓜根可制成中药，薯秧根可作饲料、制糖稀或酿酒。堆肥理想的C/N是30：1左右。堆肥过程最

29、常用的接种方式：一是加入上次堆肥反应后的保留堆料；l发酵仓式堆肥系统发酵仓式堆肥系统 堆肥在发酵装置内进行。发酵仓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或槽式发酵装置等两类。系统可分为立式发酵塔和卧式或槽式发酵装置等两类。 l立式堆肥发酵塔通常由立式堆肥发酵塔通常由58层组成，堆肥物料由塔顶层组成，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，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。一般经过由塔顶一层层地向塔底移动。一般经过58 d的好氧的好氧发酵，堆肥物即由塔顶移动至塔底而完成一次发酵。发酵，堆肥物即由塔顶移动至塔底而完成一次发酵

30、。立式堆肥发酵塔通常为密闭结构，塔内温度分布从上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逐渐升高，塔式装置的供氧通常以风机强制层到下层逐渐升高，塔式装置的供氧通常以风机强制通风。通风。l筒仓式堆肥发酵仓为单层圆筒状，发酵仓深度一般为筒仓式堆肥发酵仓为单层圆筒状，发酵仓深度一般为45 m，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。空气从仓底进入发机强制供气，以维持仓内堆肥好氧发酵。空气从仓底进入发酵仓，堆肥原料由仓顶加入，经过酵仓，堆肥原料由仓顶加入，经过612 d的好氧发酵，初的好氧

31、发酵，初步腐熟的堆肥从仓底通过出料机出料。步腐熟的堆肥从仓底通过出料机出料。 l卧式堆肥发酵滚筒（达诺式卧式堆肥发酵滚筒（达诺式Danot），该发酵滚筒），该发酵滚筒在水平方向上呈倾斜放置，直径为在水平方向上呈倾斜放置，直径为2.54.5 m，长，长2040 m，强制供气。在该装置中废弃物靠与筒，强制供气。在该装置中废弃物靠与筒体内表面的摩擦沿旋转方向提升（转速为体内表面的摩擦沿旋转方向提升（转速为0.13 rmin-1），同时借助自身重量落下。通过如此反复），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入的空气接触，并通升落，废物被均匀地翻倒与供入的空气接触，并通过微生物的作

32、用进行发酵。经过微生物的作用进行发酵。经15 d发酵后排出，发酵后排出，条垛放置熟化。条垛放置熟化。 槽式发酵装置槽式发酵装置发酵仓式堆肥系统不受气候影发酵仓式堆肥系统不受气候影响，能有效控制二次污染，发响，能有效控制二次污染，发酵时间快，占地面积少。缺点酵时间快，占地面积少。缺点是基建投资大，运行成本较高。是基建投资大，运行成本较高。箱式堆肥箱式堆肥6、堆肥底物及其特点、堆肥底物及其特点 原料原料 水分水分 C/N 容重容重 碳含量高的物料碳含量高的物料 干草干草 8-10 15-30 - 玉米秸秆玉米秸秆 12 60-70 32 秸秆秸秆 5-20 40-150 50-400 树叶树叶 -

33、 30-80 100-300 锯末锯末 20-60 200-700 350-450 木片木片 - 100-500 - 氮含量高的物料氮含量高的物料 牛粪牛粪 80 5-25 1400 禽粪禽粪 20-40 5-15 1500 猪粪猪粪 65-80 10-20 - 污泥污泥 - 9-25 - 原原 料料 特特 点点 牛牛 粪粪 氮氮 丰丰 富富 ， 很很 湿湿 ， 一一 般般 需需 要要 大大 量量 干干 的的 含含 碳碳 高高 的的物物 料料 调调 节节 ， 一一 份份 牛牛 粪粪 用用2 -3份份 调调 节节 物物 ， 堆堆 肥肥臭臭 味味 小小 ， 分分 解解 快快 ， 总总 体体 上上

34、是是 很很 好好 的的 堆堆 料料 。 禽禽 粪粪 氮氮 含含 量量 很很 高高 ， 水水 分分 适适 中中 ， 需需 要要 高高 碳碳 调调 节节 ， 有有潜潜 在在 氨氨 气气 产产 生生 ， 高高p H值值 ， 分分 解解 快快 ， 属属 于于 好好的的 堆堆 料料 。 马马 粪粪 一一 般般 含含 大大 量量 垫垫 料料 ， C /N 比比 高高 ， 干干 燥燥 ， 臭臭 味味 少少 ，分分 解解 快快 ， 很很 好好 的的 堆堆 料料 。 猪猪 粪粪 氮氮 丰丰 富富 ， 很很 湿湿 ， 需需 干干 的的 高高 碳碳 物物 料料 调调 节节 ， 臭臭 味味潜潜 力力 大大 ， 较较

35、好好 的的 堆堆 料料 。 食食 品品 加加 工工 废废 料料 一一 般般 水水 分分 适适 中中 ， C /N 比比 中中 到到 低低 ， 可可 能能 有有 臭臭 味味 。 屠屠 宰宰 废废 料料 较较 湿湿 ， 低低C /N 比比 ， 好好 分分 解解 ， 臭臭 味味 风风 险险 高高 ， 需需要要 调调 节节 。 鱼鱼 加加 工工 废废 料料 水水 分分 中中 到到 很很 湿湿 ， 氮氮 含含 量量 高高 ， 臭臭 味味 大大 主要底物特点主要底物特点7、堆肥条件控制、堆肥条件控制7.1 C/N比 堆肥理想的堆肥理想的C/N是是30：1左右。低于这个值，氮将过量且以氨左右。低于这个值，氮

36、将过量且以氨气的形式释放，有机养分损失大，并散发难闻的气味；而高气的形式释放，有机养分损失大，并散发难闻的气味；而高于这个值，意味着适合微生物种群繁殖的氮供应不足，有机于这个值，意味着适合微生物种群繁殖的氮供应不足，有机物降解速度缓慢。物降解速度缓慢。堆肥过程其实就是一个有机物稳定化的过程，随着堆肥进程，堆肥过程其实就是一个有机物稳定化的过程，随着堆肥进程，C/NC/N逐渐从逐渐从3030：1 1降到降到10-1510-15：1 1。这是因为微生物消耗有机物，。这是因为微生物消耗有机物，使使2/32/3的碳以的碳以COCO2 2的形式释放出来，剩余的形式释放出来，剩余1/31/3的碳和氮一起合

37、成的碳和氮一起合成生物细胞，细胞死亡后，这些碳和氮释放出来供进一步使用。生物细胞，细胞死亡后，这些碳和氮释放出来供进一步使用。 7.2 7.2 氧气氧气 堆肥过程中，微生物利用碳源，消耗氧气，产生二氧化碳。堆肥过程中，微生物利用碳源，消耗氧气，产生二氧化碳。如果没有充足的氧气，堆肥过程将会变成厌氧发酵，产生如果没有充足的氧气，堆肥过程将会变成厌氧发酵，产生难闻的气味，包括难闻的气味，包括H H2 2S S气体的臭鸡蛋气味。气体的臭鸡蛋气味。 那么，对于好氧堆肥，氧气供应量应该是多少才算是充足那么，对于好氧堆肥，氧气供应量应该是多少才算是充足呢？尽管空气中氧气含量占到呢？尽管空气中氧气含量占到2

38、1%，但是好氧微生物在氧，但是好氧微生物在氧气浓度为气浓度为5%时就可以存活。氧气浓度高于时就可以存活。氧气浓度高于10%被认为是被认为是好氧堆肥的最适条件。好氧堆肥的最适条件。 堆肥过程中的进气和排气在物质平衡中起决定性作用。在堆肥过程中的进气和排气在物质平衡中起决定性作用。在某些情况下，堆肥所需空气的重量是基质干重的某些情况下，堆肥所需空气的重量是基质干重的30305050倍。倍。因此应该牢记基质处理既包括固体，也包括气体部分。因此应该牢记基质处理既包括固体，也包括气体部分。 7.3 pH值值 堆肥微生物的最适堆肥微生物的最适pH在在5.5到到8.5之间。之间。如果堆肥体系变成厌氧条件，有

39、机酸的累积可以使如果堆肥体系变成厌氧条件，有机酸的累积可以使pHpH值降低到值降低到4.54.5，这将严重限制微生物的活动。在这种情，这将严重限制微生物的活动。在这种情况下，通风足以使堆肥况下，通风足以使堆肥pHpH值调节到可接受的范围。值调节到可接受的范围。 同样，在同样，在pH10.5的条件下，大多数细菌不适应，高的条件下，大多数细菌不适应，高于于11.5时开始死亡。时开始死亡。 7.4 7.4 水分水分 水分对于所有活的生物体而言是必须的，并且大多数微水分对于所有活的生物体而言是必须的，并且大多数微生物由于缺乏保持水分的机制，所以对水分极为敏感。生物由于缺乏保持水分的机制，所以对水分极为

40、敏感。当含水量在当含水量在35-40%35-40%之间时，降解速率就会极大地降低，之间时，降解速率就会极大地降低，在在30%30%以下时，降解过程就完全停止。然而过多的水分以下时，降解过程就完全停止。然而过多的水分则会导致厌氧状态发生，并且会因此产生臭气。不同的则会导致厌氧状态发生，并且会因此产生臭气。不同的物质有不同的水分上限，并由这些物质的粒径和结构特物质有不同的水分上限，并由这些物质的粒径和结构特性所决定。性所决定。对于大多数堆肥混合物，推荐的含水量上限为对于大多数堆肥混合物，推荐的含水量上限为55-60%。 按堆制过程中是否需氧而分为好氧堆肥和厌氧堆肥；3）物理性质上：具有表面密度小、

41、韧性大、抗拉、抗弯、抗冲击能力强的特点。2）化学组成上：（1）是天然高分子聚合物及其混合物，如纤维素、半纤维素、淀粉、蛋白质、天然橡胶、果胶和木质素等；4 t/m3)的固体成型燃料,其功效相当于中质煤,但没有煤所固有的含硫量大、灰分高、污染环境等缺点。种子萌发实验的结果一般用种子发芽指数来表示（%）：3）第3性生产废弃物，主要指农副产品加工后的剩余物。3）物理性质上：具有表面密度小、韧性大、抗拉、抗弯、抗冲击能力强的特点。在相同体积或质量的情况下，小颗粒要比大颗粒有更大的表面积。2 m3，每吨秸秆可替代0.如果没有充足的氧气，堆肥过程将会变成厌氧发酵，产生难闻的气味，包括H2S气体的臭鸡蛋气味

42、。在某些情况下，堆肥所需空气的重量是基质干重的3050倍。如芹菜和黄瓜根可制成中药，薯秧根可作饲料、制糖稀或酿酒。一般指堆肥过程的初期，在该阶段，堆体温度逐步从环境温度上升到45度左右，主导微生物以嗜温性微生物为主，包括真菌、细菌和放线菌，分解底物以糖类和淀粉类为主，期间能发现真菌的子实体，也有动物及原生动物参与分解。发酵仓式堆肥系统 堆肥在发酵装置内进行。1) 有机质和挥发性固体含量的变化随着堆肥的进行，堆肥有机质和挥发性固体含量呈持续下降的趋势，最后达到基本稳定。3）第3性生产废弃物，主要指农副产品加工后的剩余物。在这一阶段，嗜温性微生物又开始占据优势，对残余较难分解的有机物作进一步的分解

43、，但微生物活性普遍下降，堆体发热量减少，温度开始下降，有机物趋于稳定化，需氧量大大减少，堆肥进入腐熟或后熟阶段。在这一阶段，嗜温性微生物又开始占据优势，对残余较难分解的有机物作进一步的分解，但微生物活性普遍下降，堆体发热量减少，温度开始下降，有机物趋于稳定化，需氧量大大减少，堆肥进入腐熟或后熟阶段。当含水量在35-40%之间时，降解速率就会极大地降低，在30%以下时，降解过程就完全停止。堆肥过程中的微生物种类和数量，取决于可利用的有机物及其环境条件。一、农业废弃物的概念、特点及种类种子萌发实验的结果一般用种子发芽指数来表示（%）：7.5 7.5 粒径粒径在相同体积或质量的情况下，小颗粒要比大颗

44、粒有更大的在相同体积或质量的情况下，小颗粒要比大颗粒有更大的表面积。所以如果供氧充足，小颗粒将降解的更快一些。表面积。所以如果供氧充足，小颗粒将降解的更快一些。实验证明将堆肥物质加以粉碎，可以将降解率提高实验证明将堆肥物质加以粉碎，可以将降解率提高2 2倍，倍，科学家提出一个推荐的粒径值为科学家提出一个推荐的粒径值为1.3-7.61.3-7.6毫米，这个区间毫米，这个区间的下限适用于通风或连续翻堆的堆肥系统，上限为静态堆的下限适用于通风或连续翻堆的堆肥系统，上限为静态堆垛或其他静态通风堆肥系统。垛或其他静态通风堆肥系统。7.6 7.6 温度温度不同的微生物都有各自的适宜温度范围，在此范围内微生

45、不同的微生物都有各自的适宜温度范围，在此范围内微生物才可正常发挥作用。在一定限度内，温度每升高物才可正常发挥作用。在一定限度内，温度每升高1010，这些生化反应速率相应会增加这些生化反应速率相应会增加2 2倍左右。然而，过高或过倍左右。然而，过高或过低的温度则会限制堆肥进程。低的温度则会限制堆肥进程。适宜的堆肥温度在适宜的堆肥温度在40-6040-60之间，堆肥堆应该在最小的之间，堆肥堆应该在最小的4040运行状态下保持运行状态下保持5 5天，在此期间温度要至少持续天，在此期间温度要至少持续4 4个个小时超过小时超过5555。大多数种类的微生物有机体不能在大多数种类的微生物有机体不能在60-6

46、560-65存活，所以堆存活，所以堆肥管理者要求在堆肥系统开始超过此温度的时候，翻堆或肥管理者要求在堆肥系统开始超过此温度的时候，翻堆或给堆肥系统通气来降温。给堆肥系统通气来降温。固氮菌、解磷菌和解钾菌固氮菌、解磷菌和解钾菌纤维素分解菌纤维素分解菌高温菌高温菌复合菌剂复合菌剂7.7 堆肥接种剂堆肥接种剂接种微生物的目的主要有：提高堆肥初期微生物种类和数量，增强微接种微生物的目的主要有：提高堆肥初期微生物种类和数量，增强微生物的降解活性；缩短达到高温期的时间。堆肥过程最常用的接种方生物的降解活性；缩短达到高温期的时间。堆肥过程最常用的接种方式：一是加入上次堆肥反应后的保留堆料；二是接入纯的商业菌

47、株。式：一是加入上次堆肥反应后的保留堆料；二是接入纯的商业菌株。关于是否接种微生物，目前国外学术界仍有争议。认为接种微生物受关于是否接种微生物，目前国外学术界仍有争议。认为接种微生物受到下列因素影响：堆肥物料中土著微生物数量巨大，繁殖迅速，短到下列因素影响：堆肥物料中土著微生物数量巨大，繁殖迅速，短时间内即可达到很大的群体数量。堆肥物料是有机废物，成份复杂，时间内即可达到很大的群体数量。堆肥物料是有机废物，成份复杂，不可能进行原料的灭菌处理。这种情况下，外源微生物要和大量的土不可能进行原料的灭菌处理。这种情况下，外源微生物要和大量的土著微生物竞争，不能发挥其在纯培养条件下的物质分解潜力。堆肥著

48、微生物竞争，不能发挥其在纯培养条件下的物质分解潜力。堆肥过程中的微生物种类和数量，取决于可利用的有机物及其环境条件。过程中的微生物种类和数量，取决于可利用的有机物及其环境条件。即使人工接种外源微生物，当其可利用的底物耗尽或温度条件发生变即使人工接种外源微生物，当其可利用的底物耗尽或温度条件发生变化时也会被其他微生物种群所代替。化时也会被其他微生物种群所代替。7.8 堆肥配方堆肥配方8.1 外观变化外观变化l直观定性判断标准是堆肥不再进行激烈的分解，成品温度较低；外观呈茶褐色或黑色；结构疏松；没有恶臭。8、堆肥腐熟度、堆肥腐熟度在这一阶段，嗜温性微生物又开始占据优势，对残余较难分解的有机物作进一

49、步的分解，但微生物活性普遍下降，堆体发热量减少，温度开始下降，有机物趋于稳定化，需氧量大大减少，堆肥进入腐熟或后熟阶段。发酵仓式堆肥系统 堆肥在发酵装置内进行。4、生产工业及医药原料不同的物质有不同的水分上限，并由这些物质的粒径和结构特性所决定。认为接种微生物受到下列因素影响：堆肥物料中土著微生物数量巨大，繁殖迅速，短时间内即可达到很大的群体数量。利用生物质热能气化原理，由气化反应器将可燃烧物质经过干燥热解气化和还原等过程，变成可燃气体，最终输送到各个用户。即使人工接种外源微生物，当其可利用的底物耗尽或温度条件发生变化时也会被其他微生物种群所代替。种子萌发实验的结果一般用种子发芽指数来表示（%

50、）：立式堆肥发酵塔通常由58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。空气从仓底进入发酵仓，堆肥原料由仓顶加入，经过612 d的好氧发酵，初步腐熟的堆肥从仓底通过出料机出料。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；这种情况下，外源微生物要和大量的土著微生物竞争，不能发挥其在纯培养条件下的物质分解潜力。3）物理性质上：具有表面密度小、韧性大、抗拉、抗弯、抗冲击能力强的特点。发酵仓系统可分为立式发酵塔和卧式或槽式发酵装置等两类。3）第3性生产废弃物，主要指农副产品加工后的剩余物。固定堆式堆肥基本不进行翻堆，其供氧方式主要有两