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第八章 生物处理技术
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（向稳定的层圆筒状，
发酵仓深度一般为
4-5 米，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。 空气从仓底进入发酵
仓，堆肥原料由仓顶加入，经过
6-12 天的好氧发酵，初步腐熟的堆肥从仓底通过出料机出
料。
其他：
发酵仓式堆肥系统的特点：
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，批量生产量相对较小。
第二节 好氧堆肥的原理及微生物学过程
一、 基本原理
1、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， 同时将一部分的有机
物转化合成新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多的生物体的过程 。
1）有机物的氧化
+ O2 — >（堆肥） + dH2O(气 )+ eH2O(水 ) + fCO2 + gNH3 + 能
量
堆肥成品 之比为 ~( 这是氧化分解减量化的结果 )。
通常可取如下数值范围： w=5~10, x=7~17, y=1, z=2~8
堆肥的结果是废弃物中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：
2、微生物学过程
嗜温菌和嗜热菌活动的温度范围
细菌
最低
适宜
最高
嗜温性
15-25
25-40
43
嗜热性
25-45
40-50
85
好氧堆肥的微生物学过程可大致分为三个阶段，每个阶段都有其独特的微生物类群：
1）产热阶段（中温阶段，升温阶段）：
堆肥初期 （通常在 1-3 天），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 45℃范围内，微生物以中温、需氧型为主，通常是一些无芽胞细菌。
微生物类型较多， 主要是细菌、 真菌和放线菌。 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：
①当肥堆温度上升到
45℃以上时，即进入高温阶段。
通常从堆积发酵开始，
只须 2-3 天时间肥堆温度便能迅速地升高到
55℃，1 周内堆温可达到
最高值（最高温可达
80℃）。
②嗜温性微生物受到抑制， 嗜热性微生物逐渐取而代之。
除前一阶段残留的和新形成的可溶
性有机物继续分解转化外，半纤维素、纤维素、蛋白质等复杂有机物也开始强烈分解。在
50℃左右进行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌；温度上升到
60℃时，真菌几乎完全停止
活动，仅有嗜热性放线菌和细菌活动；温度上升到
70℃以上时，大多数嗜热性微生物已不
适宜，微生物大量死亡或进入休眠状态。
③此时，产生的热量减少，堆温自动下降。当堆温降至
70℃以下时，处于休眠状态的嗜热
性微生物又重新活动， 继续分解难分解的有机物， 热量又增加， 堆温就处于一个自然调节的、
延续较久的高温期。
④高温对于堆肥的快速腐熟起到重要作用，在此阶段中堆肥内开始了腐殖质的形成过程，
并
开始出现能溶解于弱碱的黑色物质。
C/N 比明显下降，肥堆高度随之降低。通过高温能有效
杀灭有机废弃物中病原物，按我国高温堆肥卫生标准（
GB7959-87），要求堆肥最高温度达
50℃～ 55℃以上，持续
5-7d 。
3）、腐熟阶段：
在高温阶段末期，只剩下部分较难分解的有机物和新形成的腐殖质，此时微生物活性下降，
发热量减少， 温度下降。 此时嗜温性微生物再占优势，
对残留较难分解的有机物作进一步分
解，腐殖质不断增多且趋于稳定化，此时堆