试述好氧堆肥的基本原理十篇

试述好氧堆肥的基本原理篇1

关键词：生活垃圾；城市污泥；锯末；好氧堆肥；控制参数

中图分类号：S141.8 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）23-5726-04

城市生活垃圾是指人们在日常生活中所产生的固体废弃物。随着社会经济的发展和城市化进程的加快，生活垃圾的产量正在逐步增加。目前全世界年产生垃圾量约为7.7亿t，预计2020年将达20亿t[1]。在收集、运输和处理的过程中，垃圾中含有的致病菌、病毒和有机污染物将严重危害人类健康和生态环境。目前垃圾处理的方法主要有卫生填埋、焚烧和堆肥，其中高温好氧堆肥具有堆肥周期短、减量化效果明显、无害化程度高和稳定化效果好等优点，被国内外专家所关注[2-5]，但对垃圾堆肥过程中控制参数的报道不多。本研究是在中试的水平上以生活垃圾和城市污泥为主要原料，另外添加锯末作为调理剂，在智能化高温好氧堆肥发酵仓内利用时间反馈的连续通风策略对堆肥过程进行研究，探索最佳的物料配比（生活垃圾与城市污泥的质量比，下同）、含水率、C/N和通风量。

1 材料与方法

1.1 材料

生活垃圾取自桂林市雁山区垃圾处理站。锯末取自桂林市雁山区丰良农场，取回后过筛。城市污泥为桂林市七里店污水处理厂的脱水污泥。堆肥物料的基本理化性质如表1所示。

1.2 试验装置

试验采用智能化高温好氧堆肥发酵装置（图1），主要包括：发酵仓、通风系统、监测系统。其中发酵仓的直径为800 mm、高为1 300 mm，有效容积为250 L；发酵仓顶部设有温度、氧气探杆，可在线监测堆体中温度、氧气的实际值；通风系统由气泵、流量计、电磁阀组成。

1.3 指标的测定方法

发酵物料各指标的测定方法见表2。

2 结果与分析

2.1 物料配比的确定

将生活垃圾与城市污泥按3∶1、2∶1、1∶1三种配比在20～25℃的环境温度下进行单因素试验。通风控制方式为上堆后24 h内不通风，24 h后采用0.24 m3/h的固定通风流量连续鼓风，堆肥持续时间为16 d。不同物料配比下堆体的含水率、有机质含量、C/N如表3所示。

如图2所示，当生活垃圾与城市污泥配比为3∶1和2∶1时，堆体可更好地实现快速升温，3 d堆体温度即达到50 ℃以上，并且堆体维持50 ℃以上和55 ℃以上的高温期时间较长，超过了《粪便无害化卫生标准》[6]要求的50 ℃以上5 d或55 ℃以上3 d的要求，更有利于杀灭堆体中的致病菌及杂草种子，达到城市垃圾无害化的目的。物料配比为1∶1时，堆体升温缓慢，在第6天才达到50 ℃，而且维持时间短，达不到高温灭菌的要求。有研究表明，堆肥过程中合适的温度范围为35～50 ℃，高温堆肥的理想温度条件则是50～60 ℃[7-9]。当生活垃圾与城市污泥配比过低时，导致污泥的量偏多，使堆体的含水率过高，不利于堆体自由空域中的O2在物料内部的扩散，可能使好氧微生物出现缺氧甚至厌氧的状态[10]。因此，选取3∶1和2∶1之间的2.5∶1作为本试验的最佳物料配比，此时混合物料的含水率为55.8%，C/N比为28.0，既可以保证堆体温度在较短时间上升至50 ℃，又可维持较长时间的高温，对缩短堆肥周期、高温灭菌及保持堆肥质量均有良好的效果。

2.2 碳氮比的确定

碳氮比是指堆肥混合物料中碳元素与氮元素质量之比，是评价堆肥腐熟度的方法之一。在高温好氧堆肥过程中，微生物在利用碳源作为能量的同时，利用氮源合成细胞物质。国内外学者对堆肥的最佳碳氮比作了大量研究，Ekinci等[11]通过对初始碳氮比为15～49的物料进行堆肥试验发现，最佳碳氮比为30～38；李国学等[12]认为最佳的碳氮比应为25～35。为了确定最佳碳氮比，将生活垃圾与城市污泥按质量比2.5∶1.0充分混合，混合物料的初始含水率为55.8%，C/N比为28.0。如表4所示，分别向处理1、处理2中加入一定量的锯末（C/N为156）进行碳氮比的调节，设不加锯末的对照组，分析温度和VS含量在不同C/N下的变化规律。通风控制方式及通风量与“2.1”相同，堆肥持续时间为16 d。

由图3、图4可知，处理2和对照较处理1能实现快速升温，且50 ℃以上的高温期持续时间要长，与VS含量的变化结果相符。其原因可能是因为处理1的C/N比相对较高，微生物在持续高温期出现“氮饥饿”，导致微生物的生长繁殖和新陈代谢速度减慢，无法保证高温期的持续，导致VS的降解效果偏低；处理2和对照中C/N适中，为微生物的生长繁殖提供了良好的环境，使细菌的降解能力保持在较高的水平，有利于对有机质的降解及产热性能的提高。席北斗等[13]认为当C/N为30～35时生活垃圾堆肥的效果更加明显，与本试验的结果基本一致。因此选择C/N为35作为生活垃圾堆肥的最佳碳氮比，具体措施为每35 kg混合物料添加1.6 kg锯末。

2.3 含水率的确定

物料的含水率是影响堆肥能否顺利进行的重要工艺参数[14]。堆肥过程中水分的作用主要有两个方面，一是溶解混合物料中的有机成分，使之更好地供细菌等微生物吸收利用；二是在堆肥的腐熟阶段，由于水的蒸腾作用吸收热量，使堆体迅速降温以达到快速腐熟的目的。有研究表明，堆肥的初始含水率维持50%～60%较为适宜[15，16]。为了确定最佳含水率，分别进行不同含水率的调节，设置处理1、处理2，并设对照组（不调节含水率）（表5），分析温度和VS含量在不同含水率下的变化特点。通风控制方式和通风量与“2.1”相同。堆肥持续时间为16 d。试验结果如图5所示。

从图5可以看出，当物料含水率为64%时升温缓慢且达到50 ℃所需时间长，可能是因高含水率导致堆体自由空域中的O2不易扩散到混合物料的内部，微生物由于缺氧无法完成好氧发酵，产热量低。至第6天，处理2温度上升至50 ℃，但由于较高的含水率使液态水吸收大量热量导致高温期不能持续。含水率为44%和54%时，堆体均能实现快速升温和维持一定的高温期，其中54%含水率下的堆体最高温度可以达到68 ℃且65 ℃以上的超高温期维持了近3 d，更有利于有机物的充分降解。堆肥前后体积和密度的变化如表6所示，3种处理的体积、密度都有不同程度的降低，其中对照组体积减少最为显著，减少了19%，处理1、处理2体积分别减少了16%、6%；处理2密度减少最多，减少了16%，处理1和对照密度分别减少了12%、11%。原因可能是对照中适宜的含水率使物料中的有机物处于较佳溶解状态，加上O2的扩散效果好，有利于有机物的充分降解，因此其体积减少最多，而密度减少最少。处理2因为加水使含水率偏高，使高温发酵处于较低水平，有机质不易分解，故体积降低最少。处理1由于进行了物料翻晒，使含水率偏低，不利于堆体的快速腐熟，故较对照组体积降低幅度要小，但发酵温度较高，有机物分解的量较处理2多，故体积降低的幅度比处理2大。因此，当生活垃圾和城市污泥配比为2.5∶1.0时，最佳含水率确定为54%，即在试验前不必进行含水率的调节。考虑到桂林属于亚热带季风气候，雨量较多，生活垃圾和城市污泥的初始含水率受季节和天气的影响较大，因此要注意进行物料翻晒来保证合适的含水率。

2.4 通风量的确定

通风是堆肥成功运行后的重要控制参数之一，它兼具供氧、快速升温、脱水降温和快速腐熟的效果。通风量偏小，导致物料供氧不足，甚至出现厌氧，使得升温效果不明显，容易产生臭气[17]。因此选择合理的通风量关系着堆肥的成败。本试验设计了3组通风量，分别为0.15、0.30、0.45 m3/h（表7）。试验的条件为生活垃圾与城市污泥的配比为2.5∶1.0，锯末的添加量为每35 kg混合物料添加1.6 kg，含水率为54%，C/N比为35，堆肥持续16 d。

由图6可知，在堆肥适应期（堆体温度上升至50 ℃之前），当通风量为0.15 m3/h，堆体3 d时即达到52 ℃；当通风量为0.30 m3/h和0.45 m3/h时，堆体升温比较缓慢，5 d时温度才达到50 ℃以上。表明堆肥初期较小的通风量有利于堆体温度的快速上升，与康军等[17]的研究相一致。在持续高温阶段（温度大于50 ℃）和物料脱水降温阶段，通风量为0.15 m3/h的情况下，由于通风量相对较小，供氧不足，不能满足微生物的需要，抑制了其生化反应的进程，使得55 ℃以上的高温期只维持2 d，达不到高温灭菌的效果，通风量的不足还导致在物料脱水期堆体内部大量的反应热得不到有效的散失，影响堆肥效果；当通风量为0.30 m3/h和0.45 m3/h时，由于堆体供氧充足，微生物的氧利用效率高，50 ℃以上高温期均维持了7 d，且较高的通风量带走大量的反应热，使得在物料脱水阶段温度降低明显，有利于堆体的减量化和保持堆肥肥效。在控制通风量的过程中，通风量越大会导致能耗增加，从而增加堆肥的成本，结合生活垃圾和城市污泥堆肥的结果考虑，将整个通风过程分为2个阶段：温度达到50 ℃前，通风量控制在0.15～0.30 m3/h较为合适，建议取小值，更有利于快速升温；当温度超过50 ℃，通风量控制在0.30～0.45 m3/h较为合理，建议取中值，可在保证持续高温灭菌和脱水降温的同时，减少能耗。

3 结论

高温好氧堆肥因物料差异性大、影响因素多和不易操控等特点，决定了它是一个极其复杂的生化反应过程。本试验选定物料配比、C/N、含水率和通风量4个因子分别进行单因素试验，最后确定的最佳控制参数为生活垃圾与城市污泥的质量比2.5∶1.0，每35 kg混合物料添加1.6 kg的锯末，C/N为35，含水率为54%，通风量为0.15～0.30 m3/h（温度达到50 ℃前）和0.30～0.45 m3/h（温度超过50 ℃后）。

参考文献：

[1] 白 亮，王少锋.生活垃圾处理方法评述[J].环境研究与监测，2009，22（2）：62-64.

[2] CHANYASAK V， HIRAI M，KUBOTA H. Changes of chemical components and nitrogen transformation in water extracts during composting of garbage[J]. J Ferment Technol，1982，60：439-446.

[3] HASSEN A， BELGUITH K， JEDIDI N，et al. Microbial characterization during composting of municipal solid waste[J]. Bioresource Technology，2001，80：217-225.

[4] PIETRO M， PAOLA C. Thermal analysis for the evaluation of the organic matter evolution during municipal solid waste aerobic composting process[J]. Thermochimica Acta，2004，413：209-214.

[5] 陈同斌，郑玉琦，高 定，等.猪粪好氧堆制不同阶段氧气含量变化特性[J]. 应用生态学报， 2004，15（11）：2179-2183.

[6] GB7959-1987，粪便无害化卫生标准[S].

[7] 陈文威.高温好氧发酵处理城市生活垃圾[J].环境卫生工程，2006，14（2）：43-44.

[8] 杨朝晖，刘有胜，曾光明.厨余垃圾高温堆肥中嗜热细菌种群结构分析[J].中国环境科学，2007，27（6）：733-737.

[9] 魏源送，王敏健，王菊思. 堆肥技术及进展[J]. 环境科学进展，1999，7（3）：11-23.

[10] HOGAN J A， MILLER F C， FINSTEIN M S. Physical modeling of composting ecosystem [J]. Applied and Environmental Microbiology， 1989，55（5）：1082-1092.

[11] EKINCI K， KEENER H M， ELWELL D J. Composting short paper fiber with broiler litter and additives Ⅱ. Evaluation and optimization of decomposition rate versus mixing ratio [J]. Compost Science & Utilisation，2002，10（1）：16-28.

[12] 李国学，张福锁.固体废物堆肥化与有机复混肥生产[M].北京：化学工业出版社，2000.

[13] 席北斗，李英军，刘鸿亮，等.生活垃圾堆肥工艺条件及其反应动力学研究[J].环境污染治理技术与设备，2004，5（11）：31-34.

[14] 罗 维. 堆肥过程中湿度及相关参数的空间变异与调控[D].北京：中国科学院，2004.

[15] 鲍艳宇，陈佳广，颜 丽，等. 堆肥过程中基本条件的控制[J]. 土壤通报，2006，37（1）：164-169.

试述好氧堆肥的基本原理篇2

关键词　污泥　堆肥　应用　园林

中国分类号：S6　文献标识码：A　文章编号：1003-8809(2010)01-002-02

随着经济的发展，城镇不断扩大，人口日益密集，污水成了目前城市废弃排放中的一个不能忽视的问题。而自从1857年英国建立了世界上第一个污水处理厂，污泥的处理也随之凸现。污泥是废水处理过程中产生的沉淀物质以及从污水表面撤出浮沫的残渣，因污水的来源不同，污泥的构成也有所差异。

一、污泥处理现状

污水厂沉淀出的污泥除含有一定灰分外，通常还含有大量的有机质、病菌、寄生虫及一定有毒物质，如重金属Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、zn、工业废料等，任意堆放会对周边环境带来二次污染。目前常见的对污泥的处理主要有填满、焚烧以及投海几种方式。

一直以来，将污泥进行脱水并直接投海是一种方便而经济的处理方法，但污泥中所含有的有害物质，尤其是重金属会危害海洋生态系统进而危及人类食物链，造成大范围的循环危害。因此，自1991年起。美国已经全面禁止向海洋倾倒污泥，而其他各国也先后对投海这一处理污泥的方式加以控制。

相比之下，焚烧法处理污泥产生的废弃污染相对较小，但是焚烧法同样存在问题。高能耗是焚烧法不能改善的一大问题，由于污泥富含水分且脱水污泥难以自行燃烧，因此焚烧污泥所需要的能耗相对较高，在美国只有3％的污泥采用焚烧法进行处理。

而对于填埋，确实是处理污泥的一个有效途径，然而土地并不能有效消化污泥中的各种成分，尤其对于一些工业废料有害成分而言，依靠土地自身的力量进行分解几乎难以达到。随着城市的发展，土地逐渐变成稀缺资源，单纯的填埋已经不能再适应社会的需求，而土地对于污泥的深入利用便成了一个主要途径。

二、污泥堆肥常规方法讨论

污泥堆肥的基本原理是利用有机物自身升温或者发热，以及自然界广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生物来改变污泥本身的构成，促进固废中可生物降解的有机物向稳定的类腐殖质生化转化的微生物学过程，使其转化为有机肥料。堆肥可以促使污泥降低其中的挥发性物质含量，同时有效改善其物理性状，降低含水量，利于运输贮藏，此外还可以利用堆肥过程中产生的高温杀灭污泥中的病原菌以及寄生虫或虫卵，降低污泥有害性。

通常而言，可以将污泥堆肥划分为两种，即好氧堆肥和厌氧堆肥。好氧堆肥是在有氧条件下，利用好氧菌对废物进行吸收、氧化、分解。整个堆肥过程利用微生物将一部分有机物氧化成为无机物，并释放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，可以供微生物不断生长繁殖的细胞质，从而周而复始降解污泥。

厌氧堆肥处理则是指在缺氧情况下，利用微生物厌氧菌特别是甲烷菌，将垃圾中有机物转化为沼气和沼肥的工艺过程。其工作过程和好氧堆肥过程大体一致，不同的是换了不同的微生物发挥作用，并且其产物也有所不同，但归根结底都能达到降低污泥有害成分，使污泥肥料化的目的。

三、污泥堆肥的应用效益以及相关建议

从社会效益角度看，污泥中的多种有害物质对环境都有十分严重的污染。多种有害物质可以通过通过雨水、地表径流等多种渠道方式进入水体，进而影响到食物链。同时污泥中的挥发性物质直接进入空气，对大气产生一定的污染，直接影响生态安全。通过堆肥过程，可以将这些污染尽量降低，是绿色处理发展的方向。

从经济效益角度看，污泥堆肥无害化处理首先节约了处理污泥所需要的必要费用。其次，园林农业使用堆积肥料相对而言更为实惠，减少了化肥复杂的制作工艺等多方面成本，同时也十分有利于优化土壤状态，防止土壤板结等问题，在一定程度上减少了园林农业人力的投入。

从使用效果上看，堆积肥料富含有机质和N、P等矿质养分，且养分含量当季有效性基本介于化肥与普通农家肥之间。且经过了堆积处理的污泥有害化成分大大降低，完全可以直接作用于土壤。污泥经堆肥化后，再与化肥复混制成有机一无机复混肥，此种肥料施用方便、经济效益高且对环境影响较小。1990年Perucci研究表明，施用污泥堆肥后土壤酶(脉酶、蛋白酶、磷酸酶、硫酸酶及脱氨基酶)的活性显著增大，且堆肥的原料对酶的活性具有明显影响。

虽然污泥堆积肥料具有诸多优良特质，但是在堆积以及使用的过程中还是潜在着诸多问题，主要有以下几点问题不容忽视：

首先，污泥是城市污水沉积所得，城市污水的构成多样，其中不仅仅是生活污水，更有大量的工业污水含量，而工业污水中含量不菲的重金属和有毒化学品等成分必须在堆肥过程中予以重视。对于有毒物质的排放，除了需要当地环境部门进行严厉监管以外，对于许可排放的污水产生的污泥，在堆肥过程中也必须对重金属的含量严加控制。虽然至今没有发现重金属过量致使植物衰败，但是过多的重金属还是会对土壤水体产生二次污染。

试述好氧堆肥的基本原理篇3

P键词：餐厨垃圾；处理工艺；好氧堆肥

中图分类号 X705 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）09-0095-03

1 餐厨垃圾概述

作为城市有机生活垃圾的主要组成部分，餐厨垃圾是指居民家庭、餐饮行业以及企事业单位食堂在食品加工和用餐过程中产生的废料和残余，具有含水率高（高达60%～80%）、有机质占比高（占到干重的95%～98%）、含盐量高、有害物质成分较少等特点[1]。近年来，餐厨垃圾排放量逐年升高，由其引发的污染在城市环境污染问题中日趋显著，对城市卫生环境及居民的日常生活产生了一定的影响，如何合理安全地处置餐厨垃圾，已成为整个社会所关心的问题。

餐厨垃圾在处理上一般遵循无害化、减量化及资源化三大原则，目前在处理技术上，国内外主要采用焚烧法、卫生填埋法以及生物处理方法来对餐厨垃圾进行处理。焚烧法、卫生填埋法等传统餐厨垃圾处理方法通常处理不够彻底，容易引起二次污染，进一步增加环境负担。相比于其他垃圾，餐厨垃圾含有大量的淀粉、蛋白质等有机物，营养物质较为丰富，有害物质含量少，其中有机组分的生物降解率可高达80%，具有很大的回收利用价值。利用生物处理方法来对餐厨垃圾进行降解，不仅处理较为彻底，不会引发二次污染问题，而且在一定程度上对资源实现了回收利用，被公认为是目前比较具有发展前景的处理方法之一。

2 餐厨垃圾处理工艺与方法

2.1 焚烧法 焚烧法是将餐厨垃圾放在特殊设计的焚烧炉中，在1000℃以上高温条件下将垃圾有机成分彻底氧化分解，从而达到减量化目的的方法。焚烧法处理能力强，垃圾减量化程度可达50%～80%，焚烧产生的能量可以用于发电、供暖等，焚烧余下的残渣在高温下加入SiO2等辅料可用于生产水泥、瓷砖等建筑材料。我国通常将餐厨垃圾混入生活垃圾一同进行焚烧处理，资源化利用程度不高，餐厨垃圾含水率高达60%～80%，高含水量导致热值非常低，而焚烧发电对餐厨垃圾的热值具有较高要求，使用焚烧技术处理将大大增加餐厨垃圾的前处理成本。同时，不完全燃烧会产生二f英、氮氧化物、二氧化硫等有害气体及粉尘，破坏生态环境，危害人类健康。此外，焚烧场建设投资额较大，资金占用周期长，管理要求较高。垃圾焚烧技术简便快捷实现了无害化、减量化、资源化的要求，在很多发达国家被广泛采用已有百余年历史，是目前发达国家进行垃圾处理的主要手段。近年来，我国焚烧技术的可接受度并不是很高，废弃物焚烧项目争议引起民众的信任缺失，无论是从技术还是社会影响角度，焚烧技术用于餐厨垃圾处理项目的可行性很低。

2.2 卫生填埋法 卫生填埋法是目前发展中国家普遍采用的处理餐厨垃圾的主要方法之一，是指将垃圾埋入地下，通过各类微生物自身代谢将生物大分子充分降解为小分子的生化过程。卫生填埋技术简单，运行成本低，适合各种垃圾，国内大多数地区将餐厨垃圾直接倒入垃圾填埋场与其他家庭垃圾进行混合填埋。但垃圾填埋场会产生大量的渗滤液、有害气体，容易污染地下水，形成二次污染，危害人体健康，为了防止填埋过程中产生的渗滤液污染土壤和地下水，填埋场需要建设相应的收集和处理系统。此外，填埋场占用了大量土地资源，使用寿命有限，且资源回收利用率基本为零，大量可利用资源被浪费。

2.3 生物方法处理餐厨垃圾

2.3.1 好氧堆肥 好氧堆肥是在好氧情况下，利用自然界中广泛分布微生物的作用使餐厨垃圾中可生物降解有机质转化为有利于土壤性状改良并对作物生长有益且容易吸收利用的高肥力腐殖质的微生物学过程。餐厨废弃物有机质占比高，C/N比较低，N、P、K等元素含量较高，营养成分丰富，适合作为堆肥原料进行处理[2]。好氧堆肥过程大致可分为升温、高温及降温腐熟三大过程，堆肥初期淀粉、糖类等易分解有机物被利用，微生物大量生长繁殖，释放大量热量导致短期内堆体温度快速上升至55℃以上，进入高温阶段；随后易降解物质逐渐减少，加之氧化过程消耗了大量氧气，造成局部厌氧环境，复杂的有机物如纤维素等开始被降解，同时虫卵及病原菌在高温环境下失活，堆体开始逐渐形成腐殖质；持续一段时间后，较易分解的有机物大部分被分解，微生物活动逐渐减弱，温度也随之降低，腐殖质不断积累，堆肥进入腐熟阶段。好氧堆肥法主要工艺流程如图1所示。好氧堆肥工艺技术的优点是简单成熟，运行成本低，便于推广[3]，资源利用程度高，堆肥产物可作为有机肥料用于家庭蔬果及花卉种植。缺点是堆肥过程中持续的高温阶段虽然可以杀死病原菌和虫卵，但整个堆肥过程无害化不够彻底，不能很好地解决有害物质及重金属的污染问题，堆肥过程周期较长且占地面积较大；此外，堆肥处理过程无封闭设置，卫生条件相对较差，容易产生恶臭从而引发二次污染。

2.3.2 厌氧消化 厌氧消化是指无氧或缺氧条件下，利用兼性微生物或厌氧微生物的自身代谢将餐厨垃圾中的复杂有机物降解为小分子无机物，以实现餐厨废弃物减量化及无害化的过程。厌氧消化通常不设通风系统，通过接种下水管道污泥、牲畜粪便或者利用餐厨垃圾自身孳生的微生物进行发酵过程，发酵过程一般分为水解发酵、产酸脱氢和产甲烷三大步骤[4]，主要工艺流程如图2所示。通过控制消化条件及程度可衍生出各种产物，目前研究方向多集中于沼气、氢气等新型能源物质的生产。厌氧消化自动化程度较高，密封条件易于控制恶臭气体的散发，此外，处理产物能回收得到大量甲烷气体，固体成分经厌氧消化可得到土壤有机肥或肥力改良剂，产品多样化且经济价值较高；但厌氧消化工艺技术相对较为复杂，消化过程反应器内生物量启动时间较长，且微生物对环境较为敏感，餐厨垃圾的高油脂高盐分这一特点使得该工艺无法持续稳定地降解餐厨垃圾。

2.3.3 好氧消化 好氧消化法主要是利用自然界中降解能力较强的复合微生物菌种或微生物制剂对餐厨垃圾进行分解，其原理与好氧堆肥基本相似，主要借助生化处理设备对餐厨废弃物中的有机物进行降解，其中90%以上的有机质转化为水蒸气及无害气体如CO2等，从而达到源头减量目的，主要工艺流程如图3所示。好氧条件下，餐厨废弃物中的可溶性有机小分子物质通过微生物的细胞壁和细胞膜被吸收利用，不溶性的大分子有机物则先附着在微生物体外，首先被微生物所分泌的胞外酶分解为可溶性小分子物质，再渗入细胞被利用。微生物通过氧化、还原和生物合成等一系列自身生命活动，一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物质，并释放出大量能量用于自身生长繁殖，另一部分有机物转化为生物体所必须的营养成分，合成新的细胞物质，微生物不断生长繁殖，产生更多的生物体，继续进行一系列的生化作用。相比其他处理方法，使用生化理设备降解餐厨垃圾的优点是时间短，自动化程度更高，同时餐厨垃圾及时得到处置，在源头上得到了有效的控制，避免了餐厨垃圾清运时可能产生的二次污染问题，节约了大量的运输费用[5]。缺点是机器投入资金较大，且单台设备处理量十分有限。

2.3.4 固态发酵制备蛋白饲料 固态发酵制备蛋白饲料是指通过物理方法将餐厨废弃物破碎、筛分、脱水、烘干后，在一定条件下，利用微生物代谢活动对餐厨废弃物进行固态发酵，将大分子有机物转化为易吸收的小分子物质，与此同时，单细胞高蛋白微生物得以繁殖，提高成品饲料中氨基酸及蛋白质含量的过程，主要工艺流程如图4所示。该工艺简单，机械化程度高，生产出的成品蛋白饲料可替代传统的大豆、鱼粉等蛋白饲料，产品附加值高，对餐厨垃圾资源化利用高；但从食品安全性角度来讲，餐厨废弃物制备蛋白饲料技术上存在蛋白同源性问题，可能会引发安全隐患[6]，对动物及人类的生命安全造成威胁。

2 结语

近年来，餐厨垃圾的有效处置问题得到了社会及民众的广泛关注，我国多数城市深刻认识到餐厨垃圾对城市环境和居民日常生活带来的危害，开始逐步探寻对餐厨垃圾进行资源化利用的方法。北京、上海、杭州等城市设置餐厨垃圾分类收集点，并出台《餐厨垃圾管理办法》等相关政策法规[7]，但大多数城市监管方法仍未制定，有关餐厨垃圾资源回收处置的技术也缺少相应标准。

餐厨垃圾的处理可以简单概括为源头减量、分类收集、资源化利用三步走，政府为餐厨垃圾的处理提供政策保障，完善各项法律法规，积极推动餐厨垃圾的循环再利用，同时不断开发餐厨废弃物新处理工艺，因地制宜寻找适合自己的处理模式和方法。目前我国餐厨垃圾处置仍处于初始阶段，政府应在出台相应政策规范的同时积极扶持餐厨垃圾处理产业，还要加强后续监管，构建健全的餐厨垃圾处理模式，同时综合已有技术逐步尝试新的模式方法，开发新技术，最终达到餐厨垃圾减量化、资源化和无害化的目的。

参考文献

[1]丛利泽.餐厨垃圾的微生物处理与资源化初步研究[D].厦门：厦门大学，2007.

[2]袁玉玉，曹先艳，牛冬杰，等.餐厨垃圾的特性及处理技术[J].环境卫生工程，2006，14（6）：46-49.

[3]王磊，胡超，石宪奎，等.中国餐厨垃圾处理技术现状与展望[J].广东化工，2013，40（16）：76-77.

[4]Lee DY，Ebie Y，Xu KQ，et al. Continous H2 and CH4 production from high-solid food waste in the two-stage thermophilic fermentation process with the recirculation of digester sludge[J].Bioresource Technol，2010，101：42-47.

[5]路葵.城市生活垃圾的生物处理技术[J].上海化工，2000，19：4-8.

试述好氧堆肥的基本原理篇4

论文摘要 分别阐述一次发酵、二次发酵、免加温发酵等蘑菇培养料主要发酵技术的基础理论及其应用。指出免加温发酵技术是现代蘑菇培养料发酵的发展趋势，17世纪以来，也是适合我国国情的必然选择。

蘑菇培养料发酵技术是蘑菇生产的核心技术之一，历来是蘑菇生产的科研攻关课题之一。培养料的发酵技术经不断更新和发展，已由最初的简单堆肥发酵技术发展到今天的免加温发酵技术，并在蘑菇生产上逐渐推广。福鼎市是全国双孢蘑菇生产主要基地之一，每年蘑菇的产销量占福建省产销量的30%左右。在从事30多年的蘑菇生产实践经验和培养料发酵技术研究、应用的基础上，笔者对蘑菇培养料主要发酵技术的基础理论和应用粗浅论述如下。

1一次发酵技术

1.1基础理论

蘑菇培养料的一次发酵技术，亦称常规的传统发酵技术，根据辛登—豪泽短期堆制的原理发展而成。通过采用物理调控，为自然存在的有益微生物创造一个良好的生态环境，满足其生长繁殖，经生化作用后积蓄了蘑菇生产所需的营养物质。

1.2应用

20世纪90年代初，我国蘑菇培养料发酵基本上采用这项技术，其技术流程：草料预湿——建堆（加入配料）——一次翻堆——二次翻堆……最后翻堆——上料铺床，共要翻6次堆；发酵程式（天数）分别是7d、6d、5d、4d、3d，总计28d。若用早稻草作为培养料则需25d。一次发酵技术工艺简单，容易操作，但如果人工操作要领掌握不好，极易影响发酵质量。在实际生产中，经常出现发酵质量差，不是厌气发酵的比重大（烂料多），就是冷却层比重大（生料多），很难达到预期效果。针对以上缺点，我们结合多年生产实践，采用改进的“三角架”增氧发酵法，比常规发酵在技术上有了创新，效果较好，但该法仍存在许多不足之处：一是发酵时间长，费时；二是翻堆次数多，费工；三是劳动强度大，费力；四是养分损耗大，耗料。目前，该项技术主要用于我市田春菇栽培上。

2二次发酵技术

2.1基础理论

1934年，美国科学家兰伯特分别用厌氧发酵区、好氧发酵区、干燥冷却区的蘑菇堆料栽培蘑菇。经研究，发现用好氧发酵区的堆肥栽培蘑菇，产量最高；而其他温度区的堆料，再经过50～55℃高温，并结合适当增氧堆制再次发酵后用于栽培蘑菇，产量也相应提高。由此逐步发展形成二次发酵技术，亦称后发酵、巴氏消毒。二次发酵分为两个阶段：

（1）升温阶段，即巴氏消毒阶段。这个阶段要在57~60℃高温下维持6~8h，主要有三个方面作用：一是杀死病原菌、寄生虫以及各类害虫的卵、幼虫及成虫；二是促使嗜热性微生物大量繁殖，更加旺盛地分泌水解酶类；三是前发酵的粪草未完全分解部分在酶的作用下加速分解，形成腐殖质一类化合物供蘑菇菌丝利用。

（2）控温阶段。这个阶段要适时通风降温至48~52℃并维持4~6d，主要有两个方面作用：一是改善培养料中氧的供应状况，创造嗜热微生物群繁殖最佳生态环境。嗜热放线菌利用堆肥在发酵中残留的氨转化为氮源，嗜热微生物群增殖，加速基质降解，产生聚糖类物质、烟酸、B族维生素及氨基酸等以利蘑菇菌丝吸收；二是继续杀死病原菌。

2.2应用

在实际应用中，经常规堆制前发酵的培养料应迅速搬进菇房进行后发酵处理，培养料应集中堆放于中间3层床架上，底层不放料。堆放时要求培养料疏松、厚薄均匀，并密闭四周薄膜，促其自热。当升温至48~52℃时，进行蒸气加热巴氏消毒（亦可采用明火加温法），使料温升至57~60℃，保持8~10h后，控制炉火，降温至50~52℃，保持此温度继续培养4~6d。视料温情况启闭地面薄膜通风1~2次，每次数分钟，待培养料氨味消失，并大量繁殖白色嗜热性放线菌后，即可结束。如培养料仍有氨味，须继续培养至氨味消失。

我市近20多年来一直采用二次发酵技术，生产中要注意：①在后发酵期间，测温时，人不能进入菇房，只能将温度计置于竹竿内前端，由菇房外插入料中测温；②发酵结束，进入菇房前必须打开四周薄膜通风换气，以防缺氧和一氧化碳中毒。

3 免加温发酵技术

3.1基础理论

免加温发酵技术是以现代微生物学理论为指导，采用微生物调控技术，在强势复苏型有益微生物群体增殖活动的主导作用下，迫使其他微生物顺从，进而使培养料进行有

价值地发酵。由于有益的微生物群体活动，原来不能共生的菌类，通过相互交换食饵和生成条件，达到共同生存、发展的目的。例如：光合细菌是厌氧菌，可将来自太阳热能作为能源，合成抗氧化物质、氨基酸、糖类等各种有利的物质；固氮菌是好气菌，可将大气中的氮变成蘑菇能够吸收利用的物质，固氮菌以有机质为食饵，它的排泄物是光合细菌喜食的食饵，而光合细菌排泄物是固氮菌的食饵。这种食饵交换循环建立以后，一旦固氮菌过分繁殖则处于缺氧状态，通过光合菌的作用，就能够共存。总的来说，通过有益微生物群体活动，使培养料在发酵中增加抗氧化物质，集结能量抑制，消减有害的活性氧化成分，大大改善蘑菇培养料的生态环境条件，促进蘑菇菌丝的健康生长，从而达到提高蘑菇产量和质量的目的。

3.2应用

免加温发酵技术工艺流程：稻草预温——建堆（加肥、加发酵剂）——一翻——二翻——三翻（加石灰和石膏）——四翻——上料铺床，发酵程式（天数）分别为5d、4d、4d、3d，总计20～22d。在生产实践中需注意以下几方面：

（1）堆料不宜过高，最好是80cm左右为宜。若冬天堆料可适当加高一些，但也不宜超过100cm，宽、长不限，可根据地形而定；由于增温催熟剂的加入，高活性有益微生物群体繁殖非常迅速，温度上升的非常快，若按传统方法堆料过高，则很容易因中部温度过高而造成营养损耗；同时由于过高的料堆也因物料的软化导致物料间空隙度缩小而减少供氧量，从而造成局部厌氧发酵。

（2）打好料堆孔。打孔的目的首先是为了透气增氧，增加物料间有益微生物菌群繁殖所需的供氧量。由于增温催熟剂中有益微生物以好氧微生物为主，因而保持良好的通气环境有利于有益微生物的快速繁殖，从而进一步促进物料发酵。建堆后，可用钢钎（30cm×30cm）从料堆由上向下打穿后并左右晃动，使孔尽可能大些。

试述好氧堆肥的基本原理篇5

关键词：秸秆；生物反应堆技术；日光温度；黄瓜生产

中图分类号：S39文献标识码：A

前 言

近年来，秸秆生物反应堆技术的应用越来越广泛，为农作物生产做出了极大的贡献，将废用的农作物秸秆作为农作物生产的原材料，充分的提高了农作物的资源利用率，并且对提升农作物产量也有着极大的作用，对此，本文主要对秸秆生物反应堆技术在日光温室黄瓜生产上的应用进行研究。

1 秸秆生物反应堆技术概述

秸秆生物反应堆技术是打破传统农业栽培理论的新技术，以植物疫苗来代替农药，用秸秆代替化肥，并与农业生产的实际情况结合，以增值、增产、增效为目的，不断的创新农产有机栽培技术[1]。另外，秸秆生物反应堆技术对促进资源循环增值利用，以及对多种生产要素的有效转化，来实现生态保护、生态改良与农作物高效生产的有机结合，为农业产业的发展开辟了新的技术途径。生物反应堆主要是通过有机物与微生物在一定设施条件下发生链锁反应所产生的生物效能进而对生物的生长环境以及条件进行改善，而秸秆反应堆技术也正是利用这一技术，并将秸秆作为主要的原材料，再结合植物理论、光合作用等理论来为农作物产生大量的有机养料、无机养料、热量等，而且通过之前的分析也了解到，在秸秆生物反应堆技术进行的过程中，会省去大量的化肥和农药，不仅节省了农产品生产的开销，同时也提高了农产品的生产效益，保证农产品的绿色生产，通过小的投资换来更大的利润，对未来农业产业的发展极为有利。

另外，通过大量的实践证明，秸秆生物反应堆技术在应用的过程中具有以下几方面作用：可以有效的提高日光温室冬季的地温，15～20cm处的地温大概提高2～3℃；可以有效的提高温室棚内的二氧化碳浓度，有效的补充温室棚封闭空间内的二氧化碳不足的现象；可以有效的提高土壤内的有益微生物数量，进而减少土壤内有害微生物的数量；提高土壤有机质含量，有效的改善土壤理性，提高农业产业的生产效率。

2 秸秆生物反应堆技术在日光温室黄瓜生产上的应用研究 本次试验供试黄瓜品种为“津优30”，供试菌肥为：北京启东生物科技有限公司的沃丰康、辽宁圭谷农业科技有限公司的富沃宝、江苏天象生物科技有限公司的天象复合菌。试验点为徐州市贾汪区石庄村，土壤地为两合土，前茬作物为芸豆。每棚面积为880m2（长80m、宽11m），共4栋，3栋进行秸秆生物反应堆试验，1栋作为对照（CK）。本次试验所选取的试验地主要以大小行种植为主，小行的宽度为65cm左右，深度为20cm左右，并在小行下挖沟，沟的长度与行的长度相等，确保每667m2使用干玉米秸秆约4000kg左右，并将其铺满槽沟，适当的踩实，并按照填平踏实的秸秆厚度为30cm左右进行，同时畦沟的两头秸秆应出15cm左右，以便于对其进行灌水、通气，保证秸秆生物反应堆技术的顺利进行[2-3]。一般情况下，按照每667m2配比菌种10kg左右实施，在技术实施的当天按照1∶20的比例对菌种和麦麸配比并搅拌均匀，然后再按照1∶1的比例根据菌种来配比相应水的重量，需要注意的是，菌种都是在用的时候现配比搅拌。为了保证菌种撒的均匀性，应在撒的过程中拍振，这样才能确保撒在秸秆上的菌种能够到达压在下部的秸秆上，使上下均匀。撒完菌种之后，要用土壤覆盖，厚度大概为20cm左右，对覆盖后的土壤进行沉实，沉实后的畦面高度大概在17cm左右，再对其浇水，确保能够湿透秸秆，同时要将已经在土垄上均匀的撒上已经处理好的植物疫苗，并将疫苗与10cm左右的土充分混匀，在起垄确保秸秆上土层的厚度为20cm左右，并结合实际的情况适当的打通气孔，以此为基准在7d之后进行黄瓜定值。在秸秆生物反应堆技术应用的过程中，主要对以下几方面产生一定的影响，同时在秸秆生物反应堆技术应用的试验棚附近，用以往农业生产中实施日光温室黄光生产的对照棚，更有利于对比研究，具体分析如下（如表1所示）。

通过表1可以看出，在使用秸秆生物反应堆技术要比常规栽培增产6.2%左右，每667m2的增收1437.6元左右。

2.1 对土壤理化性质的影响

秸秆生物反应堆技术在日光温室黄瓜生产上应用的过程中，经植株拉秧之后大概1周时间，对土壤进行取样，检查土壤有机物的含量[4]。本次取样主要分为2个层次进行取样，一层是从图表面至20cm没有经过秸秆生物反应堆的土壤层，有机质含量大约为20g/kg，另一层是存在秸秆生物反应堆技术的20～40cm处，经检测发现，20～40cm处的秸秆生物反应堆实施土壤中增加了大量的有机含量，达到120g/kg，尤其是速效钾、速效磷的含量增加量极大，对土壤理性性质有着极大的改变，为黄瓜生产提供了充分的养料。

2.2 对棚室地温的影响

每隔10d对日光温室黄瓜棚内温度以及地表温度记录1次，在整个记录的过程中发现，地表20cm土层的温度表现规律与棚内气温基本一致[5]。而20～40cm土层的温度变化较高，能够给棚内的气温以及地温的提升带来极大的效果，尤其是在每年1月份较为寒冷的天气下，温室棚内的最低温度也不会低于12℃，相比于传统日光温室黄瓜棚最低只有6℃的温室棚来说，利用秸秆生物反应堆技术对处理棚室温度以及地温有着极大的效果，为黄瓜的生长提供一个可靠的温度环境，其中热量的主要来源是因为秸秆腐熟而产生大量的热量，从而有效的提升地温。

2.3 对温室棚内二氧化碳浓度的影响

众所周知，二氧化碳对促进植物光合作用有着极大的作用，如果温室棚二氧化碳含量较高的话，则更有利于提高农作物的产量[6]。为了体现出秸秆生物反应堆技术试验的效果，同时也在试验温室棚附近进行了对照温室棚的黄瓜种植，对照温室棚主要采用的是传统的农作物生产工艺，对试验棚和对照棚内的二氧化碳浓度进行定期的记录，记录周期为15d，记录取样的位置主要以棚内黄瓜植物株冠层的二氧化碳能力为主。通过多次的记录数据分析，对照温室棚的二氧化碳浓度变化不大，而试验温室棚内的二氧化碳浓度由初期的400ppm到中期的1700ppm左右，有着很大的增幅，而且，到后期二氧化碳的增幅也会逐渐降低，保证温室棚内有充足的二氧化碳可供植物进行光合作用，更有利于植物的生长，从而达到增产的效果。试验温室棚内的二氧化碳主要是由于结构腐熟所产生的，因此说，将秸秆生物反应堆技术应用到日光温度黄瓜生产上，不仅可以节省农药、化肥等方面的投资，同时也可以达到增产的效果。

3 总 结

综上所述，随着社会经济的不断发展，农业产业的发展也极为迅速，而且，在近些年来农产品的生产技术也在逐渐的改进，如上文提到的秸秆生物反应堆技术，打破传统农药、化肥农作物生长的种植理论，不仅节省了农作物生产的成本，同时对农作物增产也有着极大的效果。通过以上的分析中发现，通过秸秆生物反应堆技术在日光温室黄瓜生产上的应用，可以有效的增加农业产业的增产、增收，而且，秸秆生物反应堆技术的应用对改善土壤理化性质也有着一定的作用，希望通过本文的分析，对促进农业产业的快速发展给予一定的启发。

参考文献

[1]万恩梅，张永平，王彦明，等.秸秆生物反应堆技术在大棚果树上的应用[J].陕西农业科学，2014（06）.

试述好氧堆肥的基本原理篇6

1.1试验材料

本试验不考虑危险废物和大件垃圾的影响。将取自垃圾转运站的城市生活垃圾剔除粒径≥5cm的垃圾,按混合垃圾、湿垃圾(厨渣、果皮、毛骨、木质杂草)、干垃圾(纸张、塑料、橡胶皮革、纺纤、煤灰、玻璃、金属、陶瓷砖石)、不可回收垃圾(厨渣、果皮、木质杂草、毛骨、煤灰、陶瓷砖石)进行取样,然后装填进试验装置,人工压实,并做重复试验。

1.2试验装置

模拟试验在50L具盖塑料桶内进行,桶盖中央设置抽气孔,以便气体采样;桶底覆盖2~3cm厚碎石层,渗沥液由底部出水口流出。

1.3试验条件

夏季气温高最适合微生物生长繁殖,因此是城市生活垃圾分解发酵最快的季节,也是垃圾中各种污染物析出最快的季节。试验在温室内进行,控制温度为30~35℃,每隔2~3d采集气样、水样各1次,样品采集完成后,模拟降雨洒水1次。

1.4检测指标及方法

CODCr、氨氮的测定方法参照GB/T18772—2008生活垃圾填埋场环境监测技术要求;气体中挥发性有机物(VOCs)、NH3、H2S、CH4测定采用美国英思科公司的便携式多气体检测仪;密度通过称量固定体积容器内垃圾质量而得;含水率采用105℃烘干法;热值采用氧弹式量热仪测定;进出水量用量杯测定。

2结果与讨论

2.1各分类垃圾污染负荷

试验历时90d,各分类垃圾水污染物析出量。各分类垃圾成分比例。从自然产水量来看,除干垃圾外,湿垃圾产水率近25%,不可回收垃圾23.1%,混合垃圾20.7%,三者相差不大,这与该3类垃圾均包含了含水率较大的厨渣、果皮等垃圾成分有关。由于干垃圾是从混合垃圾中经分类后分离出来的,稍带部分水,致使其产水量不为零。城市生活垃圾的渗沥液COD、氨氮及其相应的累积析出量以湿垃圾最高,干垃圾最低(因其值相对太低后续不作比较)。由COD浓度及其相应的累积析出量可知,湿垃圾分别大于不可回收垃圾18.28%、14.30%,不可回收垃圾又分别大于混合垃圾26.75%、14.40%;氨氮浓度及其累积析出量大小顺序与COD相同,数值也相差不大。不可回收垃圾氨氮累积析出量仅大于混合垃圾6.25%,这是因为混合垃圾比不可回收垃圾中多了塑料、纺纤等易于贮存氧气的物质,致使试验中混合垃圾与不可回收垃圾相比,处于准好氧状态,而准好氧填埋同厌氧填埋相比具有很好的氨氮处理功能。

结果表明湿垃圾的水污染负荷最大,其次是不可回收垃圾。由于武汉市鼓励垃圾收运人员废物回收利用,干垃圾中的易腐物除纸张外(少许卫生纸)其他很少,致使其污染负荷较低。如果进行源头分类收集,干垃圾的污染负荷可能更低。从各分类垃圾挥发性污染物析出情况来看,数值变化较大,不像渗沥液COD和氨氮那么有规律,这可能与各分类垃圾组分有关。可知,相差最大的是CH4析出量,混合垃圾CH4的产生量是湿垃圾的2倍,不可回收垃圾是湿垃圾的近2倍,造成这种状况的原因是湿垃圾密实度较大、含水率较高,以致其整个堆放过程中处于产酸阶段(气味为酸臭味),而总挥发性脂肪酸(VFAs)浓度太高会抑制产甲烷菌的活性,造成“酸中毒”,同时垃圾成分中蔬菜产甲烷能力较弱,纸张产甲烷能力较强。VOCs、NH3和H2S是城市生活垃圾堆放过程中产生的重要臭气物质。H2S是垃圾堆放过程中氧气供应不足时厌氧菌对有机物分解不彻底的产物,本次试验证明了这一点,由于湿垃圾密度大、通气不充分,湿垃圾H2S析出量高于不可回收垃圾28.27%,高于混合垃圾39.96%。NH3主要来自堆放过程中有机物(如蛋白质等)的降解,理论上湿垃圾蛋白质含量高于不可回收垃圾和混合垃圾,则其NH3的析出量也应最大,但本次试验显示与理论不符,混合垃圾NH3的析出量分别比湿垃圾、不可回收垃圾高出26.76%和40.10%,具体原因还有待研究。相差最小的是VOCs析出量,湿垃圾与混合垃圾相差不大,不可回收垃圾VOCs析出量比前述两类垃圾低10%左右。

2.2各分类垃圾物理性状

不可回收垃圾低位湿基热值不到2000kJ/kg,不适合焚烧法处理(根据理论计算垃圾燃值高于3360kJ/kg才能自燃)。堆肥法处理后还得进一步筛除其中的陶瓷、砖石和碎玻璃,加大后续工作量。据资料介绍填埋垃圾含水率50%时,垃圾产水量接近降雨入渗产水量;含水率60%时,其产水量是降雨入渗量的1.5倍,这里的产水就是垃圾渗沥液。渗沥液污染物浓度高,处理工艺复杂,处理成本是生活污水处理费用的几十至上百倍。因此城市生活垃圾填埋处理时,应尽可能降低其含水率。湿垃圾含水率近70%,热值仅2292kJ/kg,填埋处理时将产生大量的渗沥液,而焚烧处理时将添加较多的辅助燃料,因此仅适合堆肥法处理;干垃圾热值达11703kJ/kg,1t干垃圾的能量相当于0.4t标煤,不仅适合焚烧法处理,还可作为辅助燃料用于其他方面。对于干湿分类垃圾处理时,湿垃圾生物处理中好氧处理要加强通风,厌氧处理要加强搅拌。城市生活垃圾进行干湿分类法较适合我国国情。湿垃圾占垃圾量的64%,进行生物处理可获得堆肥或沼气,干垃圾送到分选车间进一步分选,可回收垃圾送废品回收站,无机物送填埋场,其余焚烧处理,真正做到垃圾处理的减量化、资源化和无害化。

2.3各分类垃圾污染物析出变化

各分类垃圾在90d的堆放过程中,各种污染物析出变化除气体NH3外,其余均有较好的规律性,其堆放时间与析出量相关性显着,且各分类垃圾的污染物析出变化趋势相差不大。主要原因是这3类垃圾中析出污染物的垃圾成分相同,仅所占比例不同。

2.3.1渗沥液由于模拟的是夏季垃圾在自然堆放状况下污染物析出情况

各类垃圾COD析出量堆放当天就达2.5g/kg,10d左右增至最高值然后趋于下降。说明城市生活垃圾是微生物很好的培养基,夏季垃圾中的微生物相当活跃,为减少二次污染,应及时清运城市生活垃圾。氨氮是城市生活垃圾中蛋白质发酵分解的产物,由于蛋白质发酵分解速度低于其他有机物,以致于氨氮析出量在整个堆放过程中初期最低。氨氮析出量25d达到最高值,由于垃圾中空气的消耗,垃圾分解发酵从好氧向兼氧和厌氧状态转化,氧化性脱氨逐渐减少而非氧化性脱氨反应增强,氨氮析出量趋于下降。当试验进行到70~80d时,由于垃圾中易降解物质消耗殆尽,微生物活动降低,随降雨进入垃圾堆体的氧不能被微生物迅速利用,堆体处于兼性厌氧状态,氨氮析出量又趋上升。可以看出不可回收垃圾的COD、氨氮析出量比混合垃圾量大,且其减量速度也快于混合垃圾,这主要是混合垃圾中的塑料阻碍了微生物分解发酵中物质的交流,以致限制了微生物的新陈代谢。因此城市生活垃圾生物处理前应尽量剔除垃圾中的塑料成分。

2.3.2可以看出

VOCs、H2S析出量呈前高后低,最大值出现在最初的2~3d内,随后开始下降。与相关资料中垃圾发酵前期释放的多数恶臭物质浓度最高,随后逐渐降低,VOCs最大释放发生在48h内相符。VOCs析出量30d时为零,40多d后又趋于上升,60~70d上升至次高值后下降,80d左右趋于零。H2S析出量40~80d属平稳运行,然后下降。NH3主要来自垃圾堆放过程中有机物(如蛋白质等)的降解,其嗅觉阈值27mg/L;而H2S则是氧气供应不足时厌氧菌对有机物分解不彻底的产物,其嗅觉阈值0.7mg/L[10]。据资料介绍城市生活垃圾堆放72h内释放出来的VOCs主要是酮类物质,占70%~80%,其次是硫醚类物质占10%~20%。酮类物质中丁酮占90%以上,其嗅觉阈值0.017mg/L;二甲基二硫醚占硫醚类析出量的80%~90%,其嗅觉阈值0.0001mg/L,且硫醚类物质呈单调上升趋势。因此,城市生活垃圾应及时清运、处理,否则对城市大气环境污染相当严重。VOC s、H2S析出量变化与垃圾堆体环境有很大关系,当堆体处于好氧向厌氧环境转化时,二者析出量趋于下降趋势,而当环境处于完全厌氧环境时,二者析出量相对整个变化来说趋于平稳运行。各类垃圾VOCs析出量变化差别不大;湿垃圾H2S析出量大大高于其他两类垃圾,这与其易腐物含量高、含水量大和密度大有关。

2.3.3甲烷

城市生活垃圾中含有大量容易被微生物降解的有机物,当环境适宜时微生物代谢旺盛,堆体的氧气将迅速消耗,而进入厌氧状态。城市生活垃圾堆放不到10d,堆体就从好氧环境进入厌氧环境,CH4产生量达0.07L/kg;10~30dCH4产生量缓慢上升,垃圾中的有机物如脂肪、蛋白质、木质素,在微生物作用下水解成各种有机酸,也就是通常所说的进入了沼气发酵的厌氧产酸阶段;30d后垃圾堆体中的CH4析出浓度开始快速增加,70d上升至最大值后趋于下降。混合垃圾CH4析出浓度最高,其次是不可回收垃圾。湿垃圾在整个堆放过程中充满了酸臭味,而挥发性脂肪酸是水解酸化阶段的产物,同时也是产甲烷阶段的底物,其浓度的大小反映了其水解酸化程度的高低,但高浓度的VFAs会抑制产甲烷菌的活性,造成“酸中毒”。可以看出,整个过程中湿垃圾CH4产生量变化不大,处于厌氧产酸阶段。

3结论

(1)各分类垃圾中以湿垃圾污染负荷最大,其次是混合垃圾。应加强湿垃圾的收运管理。

(3)湿垃圾好氧处理时要加强通风,厌氧处理时要加大搅拌力度。

试述好氧堆肥的基本原理篇7

关键词：污水污泥处理处置 污泥处理工艺 污泥土地利用 污泥堆肥

表1 国内已建城市污水处理厂污水污泥处理工艺

序号

污泥处理流程

应用比例

1

浓缩池 最终处置

21.63%

2

双层沉淀池污泥 最终处置

1.35%

3

双层沉淀池污泥 干化场 最终处置

2.70%

4

浓缩池 消化池 湿污泥池 最终处置

6.76%

5

浓缩池 消化池 机械脱水 最终处置

9.46%

6

浓缩池 湿污泥池 最终处置

14.87%

7

浓缩池 两相消化池 湿污泥池 最终处置

1.35%

8

浓缩池 两级消化池 最终处置

2.70%

9

浓缩池 两级消化池 机械脱水 最终处置

9.46

10

初沉池污泥 消化池 干化场 最终处置

1.35%

11

初沉池污泥 两级消化池 机械脱水 最终处置

1.35%

12

接触氧化池污泥 干化场 最终处置

1.35%

13

浓缩池 消化池 干化场 最终处置

1.35%

14

浓缩池 干化场 最终处置

4.05%

15

初沉池污泥 浓缩池 两级消化池 机械脱水 最终处置

1.35%

16

浓缩池 机械脱水 最终处置

14.87%

17

初沉池污泥 好氧消化 浓缩池 机械脱水 最终处置

2.70%

18

浓缩池 厌氧消化 浓缩池 机械脱水 最终处置

1.35%

注：表中未注明的污泥均为活性污泥。

表2 几种浓缩方法的比能耗和含固浓度

浓缩方法

污泥类型

浓缩后含水率（%）

比能耗

干固体（Kw·h/t）

脱除水（Kw·h/t）

重力浓缩

初沉污泥

90~95

1.75

0.20

重力浓缩

剩余活性污泥

97~98

8.81

0.09

气浮浓缩

剩余活性污泥

95~97

131

2.18

框式离心浓缩

剩余活性污泥

91~92

211

2.29

无孔转鼓离心浓缩

剩余活性污泥

92~95

117

1.23

从表中可以看出，初沉污泥用重力浓缩法处理最为经济。对于剩余污泥来说，由于剩余活性污泥浓度低，有机物含量高，浓缩困难，采用重力浓缩法效果不好，而采用气浮浓缩、离心浓缩则设备复杂，费用高，也不适合中国国情。所以，目前国内推行将剩余活性污泥送回初沉池与初沉污泥共同沉淀的重力浓缩工艺，利用活性污泥的絮凝性能，提高初沉池的沉淀效果，同时使剩余污泥得到浓缩。国内污水厂对此进行了试验研究，表明这种工艺的初沉池出水水质好于传统工艺[4]。因此，国内当前将重力浓缩法作为主要的污泥浓缩方法，图1为国内污水厂所采用的污泥浓缩方法情况。

由于国内经济状态和资金短缺，且污泥中有机物含量低，所以重力浓缩法仍然将是国内今后主要污泥减容手段。

1.1.3 污泥稳定

国内目前常用的污泥稳定方法是厌氧消化，好氧消化和污泥堆肥也有部分被采用，并且污泥堆肥正处于不断研究阶段，而热解和化学稳定方法或者是由于技术的原因或者是由于经济、能耗的原因而很少被采用[5]。图2为上述几种污泥稳定方法在国内所占的比例。

1.1.4 污泥脱水

国内现有的污泥脱水措施主要是机械脱水，而干化场由于受到地区、气候条件的限制很少被采用。图3为几种污泥脱水技术在国内所占的比例。

1.2　国内城市污水污泥处理中存在的问题

国内城市污水污泥的处理起步较晚，其中也存在许多问题，主要表现在以下几个方面：

1.2.1 污泥处理率低、工艺不完善

我国存在着重废水处理，轻污泥处理的倾向。很多城市未把污泥的处理作为污水厂的必要组成部分，往往是污水处理厂建成后，相当长的时间后才建污泥处理系统，造成我国城市污水污泥处理率很低。从表1的工艺中也可以看出，国内城市污水厂的污泥处理工艺是很不完善的。污泥经过浓缩、消化稳定和干化脱水处理的污水厂仅占上述城市污水厂的25.68%。这说明我国70%以上的污水厂中不具有完整的污泥处理工艺。不具有污泥稳定处理的污水厂占55.70%，大量未经过稳定处理的污水污泥将对环境产生严重的二次污染。不具有污泥干化脱水处理的污水厂约占48.65%。污泥经浓缩、消化后，尚有约95%~97%含水率，体积仍然很大。这样庞大体积的污泥如果不经过污泥的干化脱水处理，将为运输及后续处置带来许多不便。

1.2.2 污泥处理技术设备落后

当前我国有些污水处理厂所采用的污泥处理技术已经是发达国家所摈弃的技术，其水平还停留在发达国家的70、80年代的水平，有的甚至是国外的60年代的水平。而且有些污泥处理技术根本不合乎国内的污水污泥特性，对所采用的技术缺乏必要的调查研究。污泥处理设备也比较落后，性能差、效率低、能耗高，专用设备少，未能形成标准化和系列化。因此，限制了我国污泥处理技术的提高和发展。

1.2.3 污泥处理管理水平低

很多已建成的污泥处理设施不能正常运行，除技术水平外，管理水平低也是重要因素。大部分污水厂的管理人员和操作人员的素质较差，缺乏管理经验，不能有效地组织生产，加上技术人员少，各个专业不配套，所以一旦生产上出现问题，不知如何处理，有的污水处理厂的污泥处理系统只好长期停止运行。提高污水厂的管理水平，早日实现科学管理是保证污水厂污泥系统长期运转的关键所在。

1.2.4 污泥处理设计水平低

我国排水事业有很大发展，积累了较为丰富的污水处理设计经验，并培养了大批设计人材。但在污泥处理方面，我国还缺乏实践经验和设计经验，尤其是污泥处理系统的整体水平还比较低，从已建成的污水处理厂的污泥处理装置看，运行工况不佳，不能保证长期运行，很多厂的装置建成后，又进行较大的技术改造，造成人力、物力和财力的极大浪费。

1.2.5 污泥处理投资低

国内污泥处理投资只占污水处理厂总投资的20%～50%，而发达国家污泥处理投资要占总投资的50%～70%。

1.3 我国城市污水污泥处置的状况及分析

城市污水污泥的处置途径包括土地利用、卫生填埋、焚烧处理和水体消纳等方法，这些方法都能够容纳大量的城市污水污泥，但因国家的不同而应用情况有所不同。我国自80年代初第一座污水处理厂天津纪庄子污水处理厂建成投产后，污泥即由附近郊区农民用于农田。其后北京高碑店等污水处理厂的污泥也均用于农田。随着城市污水污泥产生量和污水处理厂的逐渐增多，目前我国已开始将污水处理厂污泥用于土地填埋和城市绿化，并将污泥作基质，制作复合肥用于农业等。但在国内，总的状况还是以污泥土地利用的形式为主，将污泥用于农业。可由于国内在污泥管理方面对污泥所含病原菌、重金属和有毒有机物等理化指标及臭气等感官指标控制的重视程度还不够高，因此限制了对污泥的进一步处置利用，图4为几种污泥处置技术在国内所占的比例。

国内的污泥处置，即最终出路存在严重问题，从上图可以看到仍有13.79%的污泥没有任何处置，这将为环境污染带来巨大危害。污泥散发的臭气污染空气，病原菌对人类健康产生潜在威胁，重金属和有毒有害有机物污染地表和地下水系统。造成这种现象的原因可以归纳如下：由于国内污泥处理处置的起步较晚，许多城市没有将污泥处置场所纳入城市总体规划。造成很多处理厂难以找到合适的污泥处置方法和污泥弃置场所；我国污泥利用的基础薄弱，人们对污泥利用的认识存在严重不足，对污泥的最终处置问题缺乏关注，给一些有害污泥的最终处置留下了隐患；污泥的利用率不是很高，仍有一部分的污水厂污泥只经贮存即由环卫部门外运市郊直接堆放，尤其是国内一些南方城市很多采用这种方式。这样的处置方式既影响了污水厂的正常运行，同时污泥的随意堆放又可能产生二次污染，也造成污泥资源的浪费。因此，我国当前面临的问题是尽快发展污泥处置技术来解决不断增长的污水污泥。

2 我国城市污水污泥处理处置对策

2.1 我国城市污水污泥处理途径

从国内今后的发展趋势来看，其城市污水处理将形成以国家投资的大型污水处理厂为主，各地区根据经济发展状况投资兴建的不同规模污水处理厂并存的局面，因此对污水厂污泥的处理应根据污水厂所处的环境位置、处理规模、资金来源、经济技术水平来确定适合中国国情的工艺方法和技术设备等。

污泥处理的目的是使污泥减容化、稳定化、无害化及综合利用。对于国内城市的各类污水处理厂来说，应该不断完善其污水污泥处理工艺，选择包括污泥浓缩、厌氧消化、脱水等较完善的污泥处理工艺，并积极开发性能良好的、国产的污泥浓缩、稳定和脱水的装置和机械，以提高污泥的含固率，使后续的污泥处置和综合利用能顺利进行。就选择污水污泥浓缩技术来说，由于国内城市污水污泥中有机物含量低，所以采用重力浓缩仍然是一种经济、有效的污泥减容方法。污泥脱水的方法主要包括自然干化和机械脱水，而自然干化由于受到气候、地区的限制而很少被采用。污泥的机械脱水能有效降低污泥体积，为污泥的后续处置打下良好基础。现在常用的机械脱水技术有板框压滤脱水、带式压滤脱水和离心脱水等，在实际运行中各有其优缺点，同时污泥的性质对脱水效果影响很大，因此对机械脱水方法的选择应根据污水厂工艺、运行的特点和污泥处理处置的要求而定。污泥处理时采用不同的稳定方法对整个污水处理的工艺选择和技术经济比较有举足轻重的影响，典型的稳定方法有厌氧消化、好氧消化和堆肥等的生物稳定法及投加石灰的化学稳定法。对目前国内现有的情况来说，应考虑采用基建投资少、运行管理费用低、简易高效的污泥稳定方法。污泥的中温厌氧消化法为国内的部分污水处理厂所采用，它不仅能将污泥中的有机物降解，同时杀死部分病原菌和寄生虫（卵），从而使污泥达到稳定化以及部分无害化，而且消化产生的沼气还可作能源回收。不过该法投资大，操作管理严格，对工艺技术及安全运行的要求也较高，这对国内大型的污水处理厂来说是可行的，而对于国家缺乏技术经济优势的小型污水处理厂，采用污泥厌氧消化作为污泥稳定、无害化措施是不可行的。笔者认为，对于小型污水处理厂，一是在选择污水处理工艺时，可选择延时曝气法(如采用氧化沟)，由于该工艺产生的污泥随着泥龄的增长，有机物分解趋于完善，挥发分含量随之减少，其能量也逐渐降低，污泥趋于稳定。当污泥龄足够长时，其好氧稳定的结果与厌氧消化稳定的结果很接近[6]。二是采用生污泥直接脱水后进行好氧堆肥的方法，好氧堆肥是利用微生物的作用，将污泥转化为类腐殖质的过程，可消除污泥恶臭，堆肥后污泥稳定化、无害化程度高，是经济简便，高效低能耗的污泥稳定化无害化替代技术。

2.2 污泥堆肥是符合中国国情的污泥稳定技术

污泥农用前最好进行堆肥化处理，目的是经过生物降解作用，使植物养分形态更有利于植物的吸收，另一方面还可消除臭味、杀死病原菌和寄生虫。

目前世界各国普遍采用的堆肥方法有静态和动态堆肥两种，如自然堆肥法、圆柱形分格封闭堆肥法、滚筒堆肥法、竖式多层反应堆肥法以及条形静态通风等堆肥工艺，这些方法都在不断发展和完善。

近年来，国内先后建成了一些机械化程度较高的堆肥厂，如无锡、杭州、武汉、上海等地的机械化堆肥技术包括较完整的前处理、发酵、后处理工艺和设备，其堆肥技术在产品质量、运行操作可控性、环境质量等方面的指标都达到了较高水平。天津市污水处理研究所在纪庄子污水处理厂进行的污泥高温堆肥的试验和研究中，探索出了一套少加甚至不加调节剂、简单而便于操作管理的污泥堆肥工艺，同时提出了工艺流程和技术参数，为生产线的设计与建设提供了技术依据。以堆肥处理前、后消化污泥的提取液为试验液，以草履虫为试验对象所进行的综合毒性研究表明，两者的半致死浓度相差近10倍，说明堆肥对毒性有机物的降解效果是显著的[7]。

1997年北京市环境保护科学研究院总结多年研究成果，吸取国内外各类机械堆肥装置的优点设计、研制了污泥动态发酵器，该装置效率高、能耗低，便于操作管理和设备化。根据所研制的设备，提出以污泥动态发酵器为核心的污泥制复合肥新工艺路线，建成了1条年产5000t复合肥生产的装置。生产线包括污泥动态发酵器、混合搅拌器、圆盘造粒机、烘干机、筛分机等组成，运行以后设备稳定可靠、经济效益明显。该研究提出的污泥动态发酵无害化及污泥制肥工艺，将在北京市高碑店等污水处理厂的污泥处理处置中得到应用，对于解决北京市的污水污泥处置问题，会起到很好的作用。可以说，该项技术的成果转化和推广应用已经有了良好的开端[8]。

2.3 污泥土地利用是符合中国国情的处置方法

一般来说，各国家对于污泥处置方式的选择应兼顾到环境生态效益与处置成本、经济效益之间的平衡。一种有效的、适合本国具体情况的污泥处置方法应该是在环境上卫生、社会上被接受及经济上有效的方法。污泥土地填埋对污泥的土力学性质要求较高，需要大面积的场地和大量的运输费用，地基需作防渗处理以免污染地下水，填埋场的废气可能污染环境等，近年来污泥填埋处置所占比例越来越小；焚烧法的技术和设备复杂、耗能大、费用较高，并且有大气污染问题；污泥投海受到地理位置和国际海洋有关公约的限制以及对海洋生态系统和人类食物链已造成威胁，中国政府已于1994年初接受三项国际协议，承诺于1994年2月20日起不在海上处置工业废物和污水污泥；污水污泥用作建材是近年处于研究阶段的新课题，尚有许多技术难题需要解决。因此，上述几种方法的使用在我国受到限制。

从污泥的成分看，其中有机物、氮、磷等的含量均高于一般农家厩肥，还含有钾及其它微量元素[9]。若施用于土地中，对土壤物理、化学及生物学性状有一定的改良作用。污泥中的有机物质可明显改善土壤的结构性，使土壤的容重下降，孔隙增多，土壤的通气透水性和田间持水量提高[10 11]，从而改善土壤的物理性质。施用污泥也可提高土壤的阳离子交换量，改善土壤对酸碱的缓冲能力，提供养分交换和吸附的活性位点，从而提高土壤保肥性[12]。污泥中丰富的各种养分，明显地增加土壤氮、磷养分，并能有效地向植物提供养分[11]，减少化学肥料的施用量，从而可降低农业生产的成本。此外，污泥可以使土壤中微生物量增加和代谢强度提高而改变土壤的生物学性状，所以污泥土地利用是适合我国目前的经济发展状况是一种积极的、生产性的污泥处置方法[13 14]。同时，我国是一个发展中的国家，又是一个农业大国，其广阔的土地资源是发展污水污泥土地利用的天然优势。因此，无论从经济因素还是从肥效利用因素出发，污泥的土地利用特别是污泥的农用都是一种符合中国国情的处置方法。这种处置方法一方面可以为国内污水厂污泥找到一条根本出路，另一方面还可缓解我国农村资源的短缺。

2.4 污泥土地利用应注意的问题

2.4.1 加强病原菌和寄生虫的控制

城市污水处理厂污泥中含有大量的病原微生物和寄生虫，如不加以控制，则污泥在土地利用或使用过程中会对人畜的健康造成危害。因此污泥在处置或利用前进行高、中温好氧法或厌氧法处理或采用辐射处理是不可或缺的环节。

2.4.2 重视对污泥中重金属及有毒有机物的控制

污水污泥中的重金属和有机污染物含量已成为污泥土地利用的重要限制因素，污泥中往往含有大量的铜、镍、镉、铅、锌、汞等重金属和许多种有毒有机物，若农田中长期施用会导致土壤污染，它们被农作物吸收后又通过食物链进入人体，从而影响人体健康。尽管国内城市污水厂的污水以生活污水为主，但国内城市污水污泥中重金属含量还是有部分超过农用标准[2 15]。因此，将污泥作土地利用时，应特别注意污水污泥中重金属超标问题。污泥中有机污染物的研究工作已经在发达国家开展了很多年，但我们在这方面的研究工作还不是很多。然而，很少研究工作并不意味着我国的污水污泥中不含或少含有机污染物。北京高碑店污水处理厂的污泥中已经检测到35种含氮芳香族化合物，并有7种已经定量化[16]。因此，在污水污泥中有机污染物与重金属这两个领域的研究工作还有很多要做，包括污泥中有机污染物和重金属的表现形式以及污泥处理过程中它们的变化及对土壤-污泥系统的影响。这样才可以很好地解决污泥中污染物对环境及人类健康造成的影响。然而，污泥质量根源于污水厂处理的污水的质量，因此也要从污染源着手，降低进入城市污水的重金属及其它有毒物质的浓度，即必须使排入城市污水管道的工业废水水质符合《污水排入城市下水道水质标准》(CJ18－86)。

2.4.3 污泥的施用量

污水污泥的农业利用，不仅可以消除污泥对环境的污染，也可使其资源化而提高作物产量。但是，不合理的施用污泥，很可能导致土壤中重金属元素的积累，造成土壤资源的污染和危害人类的健康。一般来说某块农田适用污泥数量有一定限度，当达到这一限度时，污泥的农用就应停止一段时间后再继续进行。具体的污泥施用量应在调查研究的基础上，根据气候条件、地理环境、作物种类及土壤同化能力制定适合本地区特点的污泥施用额定负荷量，以确保污泥的农田施用安全。

2.4.4 制定完善标准和法律法规，推广与普及环境知识

许多发达国家已对污泥的处置利用制定了法律法规，对污泥的标准、施用地点的选择、水源的保护、病原菌的控制、重金属的允许施入量、运输等都作了相应的规定。目前，我国关于污泥施用的标准和法律法规还不健全，比如污泥农业利用中关于重金属的控制标准只是在研究小麦的基础上建立起来的，很明显这样会存在片面性，因此这样的标准有待于在科学研究的基础上进一步完善。另一方面是要向社会各界大力传播环保知识。污泥土地中的一个重要问题是，要让广大的污泥用户了解科学施用污泥的利益和盲目施用污泥的危害，自觉地遵守污泥土地利用的环境法律法规和科学施用技术规范。

3 结语

随着我国工业和城市的发展，污水处理率的提高，其产生量必然越来越大。从目前情况来看，国内污泥处理利用技术还比较落后，污泥处理率还比较低，人们对污泥处理处置必要性认识还不够，污泥的处理处置存在严重的不足，许多问题亟待解决。同时，我国是一个农业大国，将经过堆肥稳定化后的污泥进行土地循环利用，应该是国内污泥处置利用较有发展前景的一种途径。为了解决国内污泥处理处置中存在的问题，充分利用污泥这种资源，减少环境公害，我国必须大力发展污泥处理处置和利用的各种技术。

参考文献：

[1] 柯建明 王凯军 田宁宁.北京市城市污水污泥的处理和处置问题研究[J].中国沼气，2000，18（3）：35~38。

[2] 张自杰 林荣忱 金儒霖.排水工程（第三版）.北京：中国建筑工业出版社，1996，296~299。

[3] 薛文源.城市污水污泥处理与处置的途径[J].中国给水排水，1992，8(1):41~46。

[4] 丁亚兰.国内外废水处理工程设计实例.北京：化学工业出版社，2000，43。

[5] 王凯军 贾立敏.城市污水生物处理新技术开发与应用.北京：化学工业出版社，2001，484。

[6] 王显 徐志伟．生污泥质量与污水来源及其处理工艺的关系[J].中国给水排水，1998，4（1）：46~47。

[7] 赵丽君 张大群 陈宝柱.污泥处理与处置技术的进展[J].中国给水排水，2001，17（6）：23~25。

[8] 田宁宁 王凯军等.污水处理厂污泥处置及利用途径研究[J].环境保护，2000，2：18~20。

[9] 朱南文 高廷耀 周增炎.我国城市污水厂污泥处置途径的选择[J].上海环境科学，1998，17（11）：40~42。

[10]周立祥等.城市污泥土地利用研究[J].生态学报，1999，19(2)：185~193。

[11]周立祥等.苏州市生活污泥成分性质及其对蔬菜和菜地土壤的影响[J].南京农业大学学报，1994，17(2)：54~59。

[12]郭媚兰等.城市污泥和污泥与垃圾堆肥的农田施用对土壤性质的影响[J].农业环境保护，1994，13(5)：204~209。

[13]周立祥等.城市生活污泥农田利用对土壤肥力性状的影响[J].土壤通报，1994，25(3)：126~129。

[14]乔显亮 骆永明 吴胜春.污泥的土地利用及其环境影响[J].土壤，2000，2：79~85。

试述好氧堆肥的基本原理篇8

关键词：城市生活垃圾；卫生填埋； 处理技术

随着我国城市化建设的快速发展，城市人口剧增，城市垃圾产量也快速增加，使得垃圾处理难度增加，给城市发展和管理带来困难，并严重威胁着城市居民的健康和生存。目前我国城市垃圾以每年10%的速度增长，估计到2010年日产量60~70万吨，年产量2.52亿吨，人均年产量440kg，每年全国产生的城市生活垃圾超过1亿吨，并以每年6%的速度增长，全国200多座城市已陷入垃圾围城之中。【1】在这种严峻的情况下，要求我们采用适合我国现阶段国情的方法和技术，对生活垃圾进行无害化处理。

1．城市生活垃圾处理的主要技术

我国城市生活垃圾处理技术水平近年来不断提高，但总体水平还较低，长期依靠直接堆放和简单处理方式进行消化，污染问题日益严重，虽然我国已逐步展开垃圾综合治理技术，但是垃圾污染问题仍是大部分城市所面临的问题。通过无害化、减量化处理,把垃圾作为资源加以利用，是我国长期的指导方针，目前国内外较成熟的生活垃圾处理技术主要有：焚烧处理技术、堆肥处理技术、卫生填埋处理技术。【2】

（1）焚烧处理技术

焚烧处理技术是一种高温热处理技术，即以一定的过剩空气量和被处理的物质在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有毒有害物质在高温下氧化、热解而被破坏的一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术【3】。通过焚烧处理可以得到有效的分解，烟气中的有害气体达标排放。我国焚烧技术分两类，一类为流化床技术，一类为固定床焚烧炉和链条炉排式焚烧炉技术。【4】焚烧处理技术的特点是处理量大，减容性好，无害化彻底，并且有热能回收，但由于焚烧设备一次性投入大，运行成本高，对垃圾热值有一定要求，尾气处理要求严格，因此垃圾的焚烧处理在发达国家使用较多。

（2）堆肥处理技术

城市生活垃圾中含有的有机质在一定温度、湿度、含氧量等条件下可生化分解成没有腐败性的一种腐殖土状物质，以该物质为基质经烘干粉碎加入适当的无机肥料添加剂和生物菌种，在造粒机中制成颗粒，经干燥制成颗粒状有基复合肥和生物有机肥。堆肥按需氧程度一般分为厌氧堆肥和好氧堆肥两种。厌氧堆肥是依靠专性和兼性厌氧细菌的作用降解有机物的生化过程，此法有机物的分解速度缓慢、发酵周期长，占地面积大。好氧堆肥是依靠专性和兼性好氧细菌的作用降解有机物的生化工程，此法有机物的分解速度快、堆肥所需天数短、臭气发生量少，因此采用较多。【5】堆肥处理技术的关键是分选，是该技术所面临的一个难题，如果分选不彻底，用混合垃圾进行堆肥，有机废物发酵因素欠科学化，许多有害物质会随堆肥进入土壤造成二次污染。

（3）卫生填埋处理技术

卫生填埋是一种最通用的垃圾处理方法，特点是费用低、方法简单，在选定的处置场内，采用防渗、铺平、压实、覆盖处理垃圾并对填埋场沼气、渗滤液进行处理。经科学的选址、严格的场地保护处理，对渗滤液和填埋气体进行控制。卫生填埋场具有处理和终止处置生活垃圾的双重功能，采用焚烧处理的残渣和堆肥处理中的不可堆肥部分都需要卫生填埋处置。作为生活垃圾的最终处理方法，是大多数城市解决生活垃圾出路的最主要方法。

根据我国城市生活垃圾的性质、处理技术及经济发展水平，卫生填埋处理技术应作为我国现阶段城市垃圾处理技术的重点发展方向。

2. 卫生填埋处理技术介绍

卫生填埋一般可分为五种类型：

（1）普通厌氧填埋：工程设施简单，填埋作业简便，但不符合卫生标准；发达国家已没有这类填埋场，国内有早期建设的还有在使用。

（2）厌氧卫生填埋：无排渗导气系统，卫生标准较低；发达国家已不使用，国内原有垃圾填埋场大部分属该类型；

（3）改良型厌氧卫生填埋：卫生标准高，填埋作业简便，国外生活垃圾填埋场一般采用这种形式；国内新建填埋场如杭州天子岭、深圳下坪、南昌麦园、福州红庙岭和贵阳高雁等填埋场均按建设部技术标准《城市生活垃圾卫生填埋场技术标准》CJJ17-2001、《生活垃圾填埋场环境监测技术标准》CJ／T3037－1995和《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889－1997等进行设计、施工和运行管理；

（4）准好氧型卫生填埋：根据有关资料表明，本类型渗滤液有机物浓度略低于改良型卫生填埋，腐熟速度较快，但通气管路多，作业繁琐，比较少用；

（5）好氧型卫生填埋：卫生条件好，垃圾腐熟快，但通气管路多，且需设鼓风机鼓风，不仅作业复杂而且技术上尚处于未成熟阶段。我国包头有类似型式的填埋场建设尝试，该类填埋场适宜在少雨、干旱地区使用，可省去渗滤液处理系统。

现以目前使用较多的改良型厌氧卫生填埋处理技术为例对其工艺特点进行简述。

3. 改良型厌氧卫生填埋工艺特点

填埋分单元逐日覆土填埋。进场垃圾经计量后，进作业点按统一调度卸车，然后由填埋机械摊平、碾压。碾压作业要求分层进行，垃圾层的厚度是影响压实密度最重要的因素。为了获得最大的

密度，垃圾应分层摊平，每层厚度在0.45~0.8m并加以压实；分层越厚，机器能压实的程度越低，见图3-1。压实机械通过垃圾的行程次数也会影响垃圾的压实密度。机器在一个方向驶过垃圾一次定义为一个行程；无论什么机器，为获得最佳的压实效果都应完成3至4次行程，如附图3-2所示。

行程次数在5次以上并不能获得经济的附加密度值。填理厚度达到2.3m时，覆土0.2m，构成一个2.5m厚的填埋单元。根据国内已建成填埋场的运行经验，当土料供给困难时，为保护生态自然环境，可用其它材料，如塑料薄膜等作覆盖材料取代2.5m填埋单元的覆盖用土。1～2天，构成一个单元并做到逐日覆土，并进行喷药消毒灭虫，以减少和杜绝蚊蝇昆虫孳生。多个填埋单元组成2.5m厚的单元层。四个单元层组成一个大分层，高度10m，覆土0.3m，分层有一定坡面，各层外坡面应形成弧面，坡向填埋区周边截洪沟或边沟，以利于排除场区层面上地表径流，减少渗滤液量。大分层之间设宽度6m的控制平台，可通过填埋设备，并设有截排坡面径流的排水沟。填埋完成后的坡面总坡度为1：4，顶面坡度为2%。按不同的填埋阶段，覆土作业可分为三种：1)填埋单元覆土厚0.2m；2)分层覆土0.3m；3)最终覆土及封场顶面覆土厚1m以上，具体覆土方法视封场后使用要求来决定。

对于库区底层垃圾的填埋。为了保护库区防渗系统不受损坏，铺填第一层垃圾时应严格按照下列要求作业：

（1）底层垃圾应为松软性物质，如有长硬物料，如钢筋、铁管、竹木干等坚硬条状物，应全部挑出，以防碾压时破坏集渗系统及保护层。

（2）底层填埋垃圾的厚度为3～3.5m，由推土机一次布料，推土机应行走在垃圾层上，不允许直接压到保护层。

（3）场区填埋过程卫生管理采取措施主要是防止垃圾飞扬出垃圾场。经验表明，阻止垃圾飞扬出场的最佳方式是高低栅网联用；高网按总图布置(3m高)，而低网(2.0m左右，顶部呈凹形)则在工作面上依风向变化而搬移；此外堤坝也有助于收集飞扬垃圾，并要定时在场内和场四周进行清扫散落垃圾的工作。

填埋达到设计标高时，需封场复垦，恢复植被，具体做法为：1)在填埋终了层面覆盖一层粘土；2)在粘土层上可根据需要再覆盖一层营养土，土表面可进行绿化，总覆土厚度为1m。实行逐次填埋逐次封场。

这样做能减少地表径流渗入垃圾体，减少渗滤液量，防止和减少废气逸散，减轻污染和病菌传播，避免蚊蝇、昆虫孳生。填埋期结束时，整个场地也完全封场。静置一段时间后，填埋场可以利用来植树、种菜或作休闲用地等。

3. 结束语

我国城市垃圾无机物多、有机物少的成分特点更适合采用卫生填埋处理技术[x]由于垃圾中无机物含量高，填埋后比较稳定，产生的臭味气体少，不会造成大气质量恶化；渗滤液相对较少。卫生填埋处理技术设备简单，运行成本低，就我国目前的经济发展状况是可行的。

城市生活垃圾卫生填埋处理技术具有的处理费用低，土地利用率高，对环境和人类健康影响小等特点，决定了从我国城市垃圾的成分和国家总体经济实力等方面考虑，卫生填埋处理技术应作为我国现阶段城市垃圾处理技术的重点发展方向。

参考文献：

[1]黄进 兰州市生活垃圾分类收集实施条件研究【D】,中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士）2006

[2]刘天奇等编著 环境保护概论【M】,北京 高等教育出版社,1990 211-212

[3]聂永丰 三废处理工程技术手册【M】,北京 化学工业出版社,2000

[4]张景欣 霍演龙 城市生活垃圾的焚烧发电处理技术[J],黑龙江环境通报,2007,31(1):89-90.

[5]史征 城市生活垃圾处理技术研究进展[J],河北化工,2010,第33卷(11):34-35

Municipal solid waste sanitary landfill technology introduced

Songhui

(Guizhou East China Engineering CO.,Ltd. ,Guiyang, Guizhou, 550002)

Abstract: With China's rapid economic development, social progress and urbanization, humans have gradually realized that environmental protection for economic prosperity, to promote social progress and improving people's quality of life, the importance of municipal solid waste is becoming increasingly prominent, reasonable and effective suitable for national conditions of China's current waste disposal methods - sanitary landfill for a long period of time, will be our main way of Municipal solid waste.

试述好氧堆肥的基本原理篇9

____*垃圾处理场建设项目可行性研究报告1.1项目概况：项目名称：____*垃圾填埋场工程项目业主：____*人民政府项目负责人：联系电话：建设地址：____*1.2项目背景：____*位于宁化西南部，与闽赣二省三县相毗邻，全境面积178平方公里，有人口13152人，其中畲族3956人，是福建省十八个民族乡之一。改革开放以来,全乡人民生活水平逐步提高,集镇化步伐逐渐加快，人口的增长，经济的发展和人们生活水平的提高，带来了集镇的繁荣，也带来了相应的社会问题，如垃圾产生与消纳的矛盾日益突出。目前，乡所在地约有人口4000余人，预计到20__人将达到6000余人，以每人每天产生垃圾1.2公斤计,每月垃圾量将达到210吨,年产生垃圾近2500吨。给环境造成的污染问题不容忽视，____*作为闽江、赣江、珠江三江源头之一，修建一座可供30年使用的垃圾处理场，对于保护环境卫生，显得十分必要。1.3研究内容

根据____*的实际情况，对拟建的垃圾填埋场各方面情况做出分析，包括：厂址评价;垃圾处理工艺选择；卫生填埋工程方案设计；工程投资估算、资金筹措及投资实施计划；效益分析等。1.4项目建议书编写依据1.4.1《中华人民共和国环境保护法》（1989年，主席令第22号）1.4.2〈城市生活垃圾卫生填埋技术规范〉（Cjj17－2001）1.4.3《中共福建省委福建省人民政府关于拓宽山海协作通道加快欠发达地区发展的若干意见》2垃圾处理技术方案选择2.1国内外几种垃圾处理技术优劣的比较：目前，国内外对垃圾的处理技术方法主要有焚烧技术、堆肥技术、卫生填埋技术以及由上述三种技术结合起来，使缺点互相抵消，使优点更为显著的垃圾综合处理技术，简述如下：焚烧技术。焚烧处理是目前国内外生活垃圾处理的一种主要方法，能够达到理想的减量化的目的，其方法是采用专用设备如垃圾焚烧炉进行燃烧，但是投资大，运行费用高，同时要求有较大的垃圾量供应才能保证设备的正常运行，因此，在经济发达的大城市才能采用。堆肥技术。堆肥技术有敞开式静态堆肥和机械化高温堆肥二种方式，其好处在于能变废为用，在一定程度上实现垃圾处理的资源化目的，但是，由于近年来居民生活水平的提高和生活结构的改变，废旧塑料、废旧玻璃垃圾量剧增，如果没有进行对这种垃圾的分类收集和预分选，很难进行堆肥处理。如果能教育广大居民自觉做好垃圾的分类处理，将各种金属、塑料和有机物区分开来，再将仅含有有机物的垃圾进行堆肥，在我乡竹山公路建设积极开展并日益完善的条件下，将垃圾堆肥用于竹山施肥，既解决了垃圾出路问题,又可以增加竹山地力。卫生填埋技术。填埋无法做到垃圾的减量化，但却是垃圾无害化处理的最终手段，方法简便易行，投资较低，能消纳的垃圾量大，比较适应于目前大部分的城市和乡村的经济承受能力，对于山区小集镇来说是较为合适的选择。2.2垃圾处理规模根据目前情况分析，由于现有的生活方式将在较长的时期内维持，因此，垃圾成分构成预计不会发生太大的变化，动物、植物、塑料、纤维、金属、玻璃含量还将占主要部分。按照____*所在地居住的人口数量，近中期的垃圾产量预测如下表：序号年分人口数（万人）排放系数（千克/人日）日产量（吨/日）年产量（万吨）120__0.40.83.20.11220__0.50.94.50.16320__0.61.16.60.24420200.61.27.20.262.3垃圾处理方案近中期产生的垃圾拟采用堆肥 填埋处置方式，垃圾产生量即为需处理量，以20__年的年产量为平均数计算，日处理量为6.6吨,年处理量为0.24万吨,至2024年产生的垃圾总量为0.24×20=4.8万吨,按45进行堆肥处理后用于竹山施肥,55进行填埋处理。填埋场可按可消纳____*30年内产生的垃圾量考虑。3总图与运输3.1总图3.1.1场址选择拟选场址位于____*彭坊村境内，小地名长坑垅，距离乡所在地2.5公里,场址附近有县道通过,交通便利。3.1.2周边环境。场址周围无居民，对周边环境的影响不大，周边自然条件的环境容量大，植被茂盛，具有较好的自净能力。3.1.3总图本项目场址为一天然山谷,东面为山峰,西面临县道,南北二面是山脉，长约为500米、宽30米，根据场地及生产工艺、运输和施工要求，利用天然地形，从西向东把场地分为二段，即进口处为垃圾预处理和堆肥区，占地约为3000M2，里面往东为填埋区，占地约为6000M2。3.1.4运输与道路本垃圾处理场日处理生活垃圾为6.6吨,全部采用农用运输车或小型拖拉机运输。场内道路长约700M。3.1.5用地条件。本场地可建设为山谷型填埋场，东南部为平坦狭长地段，无地下水出现，除了雨季的大气降水可用设立截洪沟排出外，填埋场可以基本上不受山洪的影响。3.1.6土料来源。垃圾填埋作业需要大量覆盖土，周边粘土土料来源广泛。4预处理及堆肥处理工程4.1堆肥处理工艺堆肥处理工艺采用好氧堆肥,发酵温度一般在50~65ºC,发酵周期短,称为高温快速堆肥,为了使物料与空气充分接触,给系统提供足够的氧气,通常通过风机进行强制通风促进其与空气的充分均匀接触,实现好氧发酵,根据八十年以来国内垃圾处理较为普遍采用的静态好氧堆肥技术,本项目也采用仓式静态堆肥,辅以机械通风,提高发酵温度和发酵速度。4.1.1工艺流程分选预处理及堆肥处理的工艺流程如下图：进料板式给料机滚筒破袋机滚筒筛分机筛下物一次发酵仓二次发酵仓后处理筛分堆肥成品4.1.2设计说明（1）垃圾给料系统方案设计利用天然地形,将分选车间靠近山坡布置,垃圾车将垃圾沿进场道路直接运至分选车间顶部,将垃圾从分选车间顶部的预留孔洞中,将垃圾卸入 下面的板式给料机的料斗。（2）垃圾进入分选车间后，由板式给料机的均匀给料，通过皮带轮输送机将垃圾送进滚洞破袋机，将垃圾进行破袋处理，以利于下阶段的分选。破袋机的出料又通过皮带输送机被送至滚筒筛进行筛分处理，根据经验筛孔取为80mm，筛下物通过滚筒筛下部和皮带送出，然后直接送到一次发酵仓的顶部，在布料机的作用下，将物料送到发酵仓。筛上物为不利于堆肥的物质，在分选车间前的受料平台上短暂停留后，由专用自卸农用车运往填埋场做填埋处理。（3）堆肥处理系统堆肥技术是在有控制条件下，利用微生物对垃圾中的有机物进行生物化学分解，使其变成一种具有良好稳定性的腐殖土状物质的全部过程，好氧堆肥过程放热而使堆体达到高温，高温持续时间长，利于垃圾的无害化处理，高温堆肥过程中温度的升高，是由于好氧微生物如细菌、真菌、酵母菌和放线菌的大量繁殖释放热量造成的，由于微生物活动，使有机物如半纤维素、纤维素，蛋白质被分解而形成腐殖质并呈稳定状态，从而形成可供农作物利用的有机肥料。好氧堆肥大致可以分为四个阶段即发热升温，高温、降温和腐熟保温阶段。4.2发酵仓的设置4.2.1一次发酵设计中将前三个阶段在一次发酵场中完成,发酵周期限为8天,包括1~2天的升温期,5天左右的高温期,1天降温期,为了保证合理的通风,根据经验,按0.20mup3;空气/mup3;垃圾min设计,采用2台风机,一台用于鼓风,一台用于抽风。一次发酵仓为砖混结构，建8个仓，每个仓容纳一天的垃圾量，停留时间为8天，每天的垃圾量为6.6吨，按45计为3吨左右，容重以0.5t/mup3;,约为6mup3;根据堆高2m考虑,单个发酵仓建筑为2×1.5×2m。发酵完毕后，由农用运输车送往二次发酵仓。4.2.2二次发酵仓是堆肥稳定化的过程,按发酵周期20天设计,在发酵仓内完成,每日进料3吨,约为6mup3;由20个单元组成,按2×10排布置,每个单元容纳一天的处理量,仍按2×1.5×2m设计,在长边二侧各设10个门,供物料进出,出料由铲车运到后处理车间。4.2.3后处理车间与成品库后处理车间与成品库合建,成品库存按储存60天的产量设计。后处理工艺主要对二次发酵产物进行进一步的筛分，进料由铲车运送入板式给料机，物料均匀送入滚筒筛分机，筛孔按15mm设计，得到的筛下物为堆肥成品，筛上物由皮带输送机输出出，再由农用车运到填埋场处置。4.2.4主要设备清单序号设备名称规格单位数量1板式给料机N=5.0KW台12破袋机Ф1000×1200,N=7KW台13皮带输送机B=600,L=3200,N=3KW台14滚筒筛Ф1000×1200,孔径80,N=7KW台15皮带输送机B=600,L=3200,N=3KW台16布料机台17风机Q=200mup3;/min台28滚筒筛Ф1000×1200,孔径80,N=7KW台19皮带输送机B=600,L=3200,N=3KW台110小型运输车1.5t辆111铲车1.5t辆15卫生填埋工程方案5.1填埋坑及使用年限5.1.1填埋场院库存容填埋场利用彭坊村长坑垅狭长的天然地形，长约500米宽约30米，东西走向，通过在西面坑口往东100米建设垃圾预处理和堆肥场;100米往东建设一座垃圾坝形成垃圾填埋坑，长350m,宽30m,坑底标高为490m左右，填埋作业时层层压实，每增高4.7m时，进行填土0.3m，直至500米标高为止。当垃圾填至500m标高时，要进行终场造坡，为保证雨水能得到有效导排，堆体顶端由中心向四周形成5的坡度，最终封场标高不超过去503米，平均填埋高度为10米。新收集的垃圾平均容重为0.4-0.6t/mup3;,经过压实后垃圾容重可以达到0.75-0.85t/mup3;,经填埋并降解后,实际上每立方米的容积可以消纳1.1吨的原生垃圾。因此，本填埋场容积约为100000mup3;，可供____*使用30年以上。5.1.2坝体工程垃圾坝是与山体共同形成填埋坑的主要构筑物，筑坝形式直接影响到填埋场的安全运行，也关系到工程造价的经济性，应根据实际情况进行选择。目前，国内垃圾填埋场的筑坝主要有三种类型，分别为粘土坝、堆石坝、砌石坝三种，其需要考虑的因素为：坝的功能特点，筑坝材料来源及拟建场址的工程地质和水文地质条件，还有就是工程造价的经济性。粘土坝对自然条件有较广泛的适应性，对地基的要求低，适应不均匀沉降的能力强，结构简单，使用寿命长；考虑到建设场址粘土来源方便，所以垃圾坝拟采用粘土坝为宜。垃圾坝位于填埋场坑口往东100m，南北走向，坝长30米，高10米，坝顶宽度设计为4米，坝二侧边坡坡度为1：2，坝断面面积为240mup2;，平均坝长为30米，筑坝土方工程量为7200mup3;。5.1.3防洪排水工程场区防洪与排水工程的作用是在填埋场使用过程中和终场后，将降落在填埋场周边的大气降水及时排出场外，防止在填埋场内形成积水，因此在填埋场三面以截洪沟的方式导出降水。填埋场汇水面积为10000mup2;，大气降水以截洪沟排出，由于填埋场地势是东高西低，所以截洪沟需设立三段，分为东段、北段、南段顺填埋场铺设，把水导向西面的溪流，截洪沟采用矩形断面，底宽1米，护砌高度为1.2米。采用浆砌块石，水泥沙浆抹面而成。5.1.4导渗方式当填埋作业开始并终场后，填埋场内的积水需以主盲沟、支盲沟、次盲沟和石笼构成的导渗系统将渗沥液导出场外。其中主盲沟负责渗沥液的最终排放，设置在填埋场底以下，与支盲沟相通，由直径为DN315mm的高密度聚乙烯（HDPE）穿孔花管外包裹150g/m2织质土工布构成。支盲沟也位于填埋区底部，沿场底两侧坡向主盲沟，同侧支盲沟之间的距离为40m断面为梯形断面，下底宽400mm，上宽800mm，深600mm，在支盲沟中铺设直径为200mm的HDPE穿孔花管，其坡向主盲沟的坡度不小于2，同样用150g/m2织质土工布包裹。次盲沟是在填埋过程中形成的，当每次填埋高度达到4.7米时,按照填埋作业要求开始覆盖中间0.3m覆盖土之前,在压实的垃圾堆体表面上面,底部支盲沟的垂直上方设置次盲沟。次盲沟主要是由可透水，受垃圾沉降影响小的透水软管组成。当次盲沟铺设好后再开始中间覆盖。石笼是用织质土工布内装20-40mm的卵石，布设在主盲沟和支盲沟的相交处，以不小于2的坡度向填埋高度增加而增加，使生活垃圾所产生的渗沥液通过石笼的作用更好地导出。为了使填埋区场底的导渗系统不致堵塞，在铺设好的HDPE管外设置反滤层，该反滤层由卵石组成，从里到外分别为第一层、第二层、第三层，各层的厚度均为100mm，粒径分别为40mm、30mm、25mm。5.2填埋工艺垃圾填埋作业过程中要求层层压实，每层压实厚度不大于0.3m,当累积厚度达到4.7m时,即进行0.3m厚的粘土覆盖,然后再进行下一单元的填埋,待填埋作业达到设计高度后,应进行终场覆盖,底层是0.3m的粘土,表层回填营养土,种植作物,同时,要注意到顶面具有不小于0.05的坡度由中心坡向四周。5.3填埋作业主要机械设备垃圾卫生填埋作业所需选用的机械主要使用通用机械,购置自卸农用车和蛙式夯实机各一辆(台)以节省投资。6.辅助工程6.1建筑工程6.1.1将办公室、宿舍、机修车间合为一体，采用平房建筑，加强通风采光，增加居住情趣。6.1.2分选车间、一次发酵仓、二次发酵仓、后处理车间和成品库均采用砖混结构。序号建筑名称规格层数结构形式建筑面积（mup2;）1办公室、宿舍4×5×31砖混602机修车间6×5×31砖混303地磅房4×3×41砖混124分选车间8×8×41砖混645一次发酵仓6×15×41砖混906二次发酵仓6×2 0×41砖混1207后处理车间及成品库10×10×4.51砖混1006.2给、排水生活垃圾处理场用水主要是为垃圾车辆冲洗、降尘和工作人员日常生活用水，可由邻近山涧引水。填埋场内和预处理车间的雨水由截洪沟及时导排，以防止污染。6.3.供电工程项目区用电主要是垃圾预分选的破袋、筛选和一、二次发酵鼓风、抽风，照相馆明等，总用电负荷为35KW6.4.消防项目区应注意消防安全,在垃圾预处理区和填埋区所有的建筑材料要考虑采用耐火材料和相应耐火等级。6.5.绿化工程项目区内道路两侧要种植林木以美化环境,在填埋场终场后要种植毛竹,既美观又充分利用垃圾场的肥沃条件。7.环境保护与职业卫生7.1环境保护7.1.1污水处理垃圾处理场的污水主要来自冲洗车辆和大气降水,由于场内无地下水产生,上述污水可以自行吸收并蒸发7.1.2废气收集与处理废气产生于填埋场内,由于在填埋区有设置石笼(以织质土工布内装20~40mm卵石),可以使气体及时得到收集并排放。7.2职业卫生由于垃圾处理场的劳动条件较差,应尽可能采取措施改善工人的劳动环境和劳动条件,以保障工人的身体健康,主要有以下几点:1.应严格按照垃圾填埋场填埋工艺填埋垃圾,分层压实覆土。2.对场内作业人员定期进行体格检查和预防接种。3.加强职工的安全教育和个人卫生教育。4.强化场内蚊、蝇、鼠的消杀力度。5.场区作业人员配备必要的劳保用品,包括工作服和防尘口罩等。8.企业组织和劳动定员8.1企业组织垃圾处理场隶属于____*文明办,实行企业化管理,经济上实行独立核算。8.2生产组织系统垃圾处理场实行场长负责制,场长下设二个作为组,一个为垃圾清扫作业组,负责乡所在地的卫生清洁作业;一个为垃圾场作业组,负责对所收集的垃圾进行分选、堆肥和填埋处理。8.3劳动定员8.3.1工作制度垃圾处理场实行两班制,生产天数为365天,工作时间为8小时,由于垃圾处理量的限制,可根据具体情况实行轮休。8.3.2劳动定员垃圾处理场投入运营后,需配备工作人员4人,主要安排在垃圾清扫作业、垃圾分选、堆肥、填埋作业区，由于人员少，可以考虑交叉兼职。具体人员分工见下表人员分工管理人员生产工人辅助工人小计清洁工人1（兼职）12分选、堆肥1（兼职）12填埋、运输1（兼职）机修、地磅1（兼职）合计2248.4人员培训在垃圾处理场投入运营以前应当组织有关的管理人员和技术工人学习国内外垃圾处理先进经验,熟悉并掌握工艺设备的性能及操作规程。9.项目实施与管理9.1项目实施本项目工程实行业主负责制,由业主委托设计,筹措建设资金,组织项目的招投标工作,执行国内外合同法有关要求,并组织施工与生产。9.2实施进度安排20__年完成可行性研究报告;20__年3月完成工程设计;20__年4月工程招标并开工;20__年底试运行；20__年3月投入使用。项目建设为一年完成，到20__年底9.3工程招投标9.3.1招投标内容依照《中华人民共和国招投标法》、《合同法》的有关规定，对以下内容进行招标工程设计、监理招标、土木结构建筑招标、设备招标、工艺及设备安装招标。9.3.2招投标组织形式为保证工程项目在公平、公正、公开、透明、有序的原则下进行,,工程项目招标阶段由乡人民政府组成专门机构进行调控、把握。一是组成资格评审委员会，对参与投标者进行资格评审，参加人员为有关领导、有关专业技术人员、财务经济专业人员，5人以上单数组成。二是组成评标委员会，由有关领导和有关技术、财务经济方面的专业人员5人以上单数组成。评标委员会的评标工作受有关行政监督部门监督，程序依下图所示：招标申请资格预审文件、招标文件的编制刊登评审通告、招标通告资格预审发售招标文件现场勘察与标前会议投标文件编制与递交开、评标定标并签约10.投资估算与资金筹措10.1编制范围与依据(1)投资估算编制范围包括垃圾处理场全部配套设施；(2)《福建省建筑安装工程费用定额》20__年版；（3）《中华人民共和国建设部令》第三者107号文；（4）《全国市政工程投资估算指标》1996年；10.2有关说明.本项目属社会公益事业,固定资产投资税率为0。.本项目属国内新的环境保护项目,生产运营期免征税赋。.不可预见的工程和费用,按6计算。.基本预备费按8计算。.流动资金按项目二个月的经营成本计列。10.3投资估算工程总投资为258.7万元。（1）土建工程估算表序号分项工程名称规格要求单位数量单价费用(万元)一填埋场区工程28.51场地清理场地平整mup2;15000710.52筑坝工程粘土坝mup3;720__518二预处理与堆肥工程7.481分选车间砖混mup2;6420__.282一次发酵仓砖混mup2;9020__.803二次发酵仓砖混mup2;12020__.404成品库砖混mup2;10020__.00三管理区工程1.801办公室、宿舍砖混mup2;6020__.202机修车间砖混mup2;3020__.60合计37.782）设备估算表序号分项工程名称规格单位数量单价购置费(万元)安装一填埋区用机械8.021蛙式夯实机Hw60台132农用运输车辆153取土用具0.02万元二预处理与堆肥工程179.61板式给料机N=5.KW台120203.202破袋机Ф1000×1200台110101.603皮带输送机B=1000,L=3200台23.26.40.504皮带输送机B=1000.L=70000台135352.805滚筒筛Ф1200×20__,孔径80mm台120202.006布料机台110100.807风机Q=200mup3;/min台210202.008滚筒筛孔径15mm台125252.009皮带输送机B=1000,L=3200台13.203.200.20__铲车5t辆23030三其他费用33.31征地费用3.002不可预见费用、预备费30.00合计220.9211.经济分析11.1基本数据11.1.1资金来源主要争取上级贴息或无息长期贷款，设定年息为3。11.1.2项目财务评价计算期本项目财务分析计算按30年计算,其中包括建设期一年.11.1.2生产成本1)项目采用直线法折旧,房屋及建筑物折旧年限为30年,残值率为0,机械设备平均折旧年限为20年,残值率为4,其他费用等按20年摊销。2）维修费按设备费折旧的10计算，年均 2.7万元。3）人工费，人均工资福利以7000元/人.年计算,需2.8万元。4)燃料费,每年耗柴油1000升计,需0.30万元。5）水电费，按耗电量1万度，计策0.5万元。水以引山泉水费用不计。11.2收入来源11.2.1卫生费收入,建成垃圾场后,必须收取卫生费以维持垃圾处理场的正常运行,以居民人均日收取卫生费0.1元计收,年人均36元,预计年可收21.6万元。11.2.2出售堆肥收入,以年出售堆肥1000吨,每吨价50元计,可收入5万元。11.3税收本项目为社会公益事业,根据有关政策,有关产品税收可以减免,因此不予考虑。11.4财务内部收益率11.4.1净现值:本项目全部投资在建设起点一次投入,不计建设期,则假定投产后每年的净现金流量相等,即:投产后每年的净现金流量=该年利润 该年折旧 该年摊销 该年利息 该年回收额利润=总收入–总支出=26.6–21.3=5.3万元折旧=固定资产投入/分摊年限=300/20=15万元所以,投产后每年相等的净现金流量=5.3 15 0 0=20.30万元净现值=原始投资额 投产后每年相等的净现金流量×年金现值系数=20.3×19.6004(查<1元年金现值表>)–258.70=139.19万元。11.4.2资金内部收益率内部收益率依下式确定:(P/A.IRR.n)=I/NCF=258.7/20.3=12.74依内插法求得:资金内部收益率为5.093.11.4.3项目清偿能力本项目贷款偿还本金来源为项目折旧费年利率为3,从投产期开始逐年偿还。12.结论本项目主要着眼于环境效益和社会效益项目本身的经济效益较低，必须通过征收垃圾处理费或财政补贴的形式才能运营，但是，在减免所有税收的情况和争取上级无息或贴息贷款的条件下，可以基本上达到收支平衡并略有节余，因此，对于维护三江源头的环境保护，有积极意义，建议上级支持。

试述好氧堆肥的基本原理篇10

关键词：肥胖；有氧运动；减肥

肥胖是严重危害人类健康的5大疾病之一，不仅影响人的形体美，而且对人们的生活和心理健康都有影响，同时也是引发高血压、冠心病、糖尿病等重大疾病的主要因素。据研究数据统计，目前我国心脏病和高血压患者中，肥胖者要比正常人分别高出2.5倍和3倍。平均每4个糖尿病患者或动脉硬化患者中就有3个属于肥胖症。因此，减肥开始成为摆在超重和肥胖人群的重要难题，而选择哪种方式进行健康、科学的减肥也就成为当今社会关注的焦点。目前，社会上所用减肥方式主要从三个方向出发：药物、节食和运动，其中运动减肥被摆在首要位置，尤其是有氧运动。研究表明[1]，长期有氧运动在机体减肥和控制体重方面具有明显效果。

一、有氧运动减肥的运动强度

机体通过运动的方式进行减肥，其实质就是增加机体脂肪的氧化。传统的观点认为长时间（30-60min）中低等强度（50%-70%VO2max）有氧运动是最有效的，因为此时脂肪供能的比例达到最大。长时间有氧运动后，肥胖者脂肪酶活性产生适应性增高，内皮细胞上的脂蛋白脂肪酶系统被激活，脂肪能源的动员能力得到提高，进而达到减脂的效果[2]。但是，部分研究显示，大强度运动比中小强度运动更有利于消耗脂肪，其减肥效果也优于中低等强度。Tremblay A研究结果表明[3]，大强度间歇运动组受试者皮下脂肪厚度显著低于低强度组。Major GC[4]等对118名绝经妇女进行运动强度与减肥相关性研究也发现，大强度运动组受试者的身体BMI指数和内脏脂肪含量与强度呈高度负相关。

机体长时间中低强度有氧运动过程中会大量消耗脂肪来进行供能，而大强度运动过程中虽然脂肪消耗少，但机体在运动后24h恢复期的基础代谢率会有所加强，此时需要消耗更多的能量促进身体恢复，因此脂肪就起到了重要的供能作用。也有学者认为[4]，减肥的运动强度应该从年龄角度进行考虑，建议青少年选择60%-70%VO2max；中老年50%-60%VO2max。因此，作者认为选择长时间中低等强度有氧运动进行减肥是一个传统保守的模式，其效果是毋庸置疑的，而采用大强度运动进行减肥则仍需进行更进一步的研究。

二、有氧运动减肥的运动持续时间和运动频率

机体进行有氧运动时的能量消耗是有一定顺序性，糖脂肪蛋白质。机体内糖的贮备量相对较少，能维持的运动时间有限。而机体脂肪的氧化分解是一系列的酶促反应。运动后20min机体内氧化分解脂肪的酶的活性逐渐上升[5]，在40min达到较高水平，此时机体主要依靠脂肪进行供能。运动持续时间的增加，机体脂肪供能的比例相应增加。研究发现，连续运动40min、90min和180min，机体内脂肪酸供能分别占总耗能的27%、37%和50%[4]。

因此，采用有氧运动减肥在运动持续时间上是有一定要求的，一般可进行1h左右的时间进行运动。美国运动医学会建议每天以中等强度持续运动30-60min，对减肥会有较明显的效果。从年龄角度考虑，建议青少年每次的运动时间不少于1h，中老年可维持每次30-40min的运动时间。一般而言，每周3次以上或5-7次的运动频率对于减肥来说效果较好。

三、有氧运动减肥的生物学分析

1、有氧运动促进能量代谢和调节神经内分泌

研究表明，机体长时间有氧运动时，脂肪作为能源的能力得以提高，机体能量消耗增加，体脂减少，达到减肥的效果。黄彩华[6]等对肥胖妇女20周有氧运动后的身体形态和体成分进行研究发现，受试者的各项指标均得到改善，体质量、BMI、腰臀比都显著下降，瘦体质量增加，体质含量减少，体脂百分比明显下降。运动时，除了葡萄糖外，游离脂肪酸是机体能量来源的主要物质。血糖的消耗会减少脂肪的转化，而游离脂肪酸的消耗则会使得脂肪细胞释放出更多游离脂肪酸，从而使得脂肪细胞缩小变瘦，机体脂肪含量减少，体重下降[7]。系统的有氧运动会使交感神经兴奋，机体血浆中的激素（如胰高血糖素、儿茶酚胺、糖皮质激素等）浓度增加，胰岛素分泌受到限制，胰岛素敏感性增加，脂肪水解过程中的限速酶活性增加，有利于脂肪分解，达到减肥的目的。

2、有氧运动与Leptin、PGC-1α和Irisin

随着研究水平的深入，关于运动减肥的机制研究也已进入分子水平，Leptin、Irisin和PGC-1α三者成为研究热点。Leptin是肥胖基因OB的产物，具有调节食物摄取与能量消耗，以及激素分泌、免疫、生殖和血管增生等多种生物功能。有研究表明，肥胖者在经过4个月的有氧运动训练后，其血瘦素水平与体脂含量呈现正相关。目前，有研究结果表明Leptin-R的敏感性的变化很可能是运动减肥降脂有关。PGC-1α是一种多功能转录共激活因子，最早发现于小鼠的棕色脂肪中。它在线粒体含量丰富和氧化代谢活跃的组织中高表达，与运动引起的一系列适应性反应密切相关。研究表明[8]，运动诱导PGC-1α表达，使得线粒体生成、血管生成和胰岛素敏感性也相应增加，机体内糖脂的转运和分解代谢能量也得到提高，机体出现运动后的适应性反应。Irisin是2012年初发现的具有减肥作用的新激素，它是过氧化物酶体蛋白（FNDC5）在体内被剪切转变所成，传递骨骼肌的信号并沟通骨骼肌与外周组织的关系[9]。Irisin主要是由骨骼肌合成分泌，将白色脂肪细胞转变成棕色脂肪细胞。机体棕色脂肪细胞具有分解代谢脂肪的重要功能，对减肥具有重要作用[8]。

四、小结

目前关于有氧运动减肥的机制研究仍在不断深入，机体通过运动能有效增强能量代谢，减少脂肪堆积，同时使得血脂、胰岛素受体的功能等往健康的方向发展。但是肥胖的原因是多种多样的，所以在减肥过程中要做到因人而异，不可盲目从之，有针对性的进行有氧运动，才能更好地达到你预期的减肥目标。（作者单位：湖南师范大学体育学院）

参考文献：

[1]张坤，王玉，张永珍等.有氧运动减肥处方的研究进展[J].现代预防医学，2009，1（36）：110-112.

[2]王阳明.中低强度有氧运动减肥的生物学分析[J].当代体育科技，2012，2（29）：11-12.

[3]汪军，王瑞元，田吉明.对大强度间歇运动减肥新观点的探讨[J].广州体育学院学报，2007，27（1）：99-101.

[4]梁成军.减肥方法及其效果研究综述[J].中国体育科技，2008，44（2）：91-94.

[5]刘晓军.运动减肥的生物化学机理[J].渭南师范学院学报，2003，18（5）：70-72.

[6]黄彩华.有氧运动对肥胖妇女瘦素水平的影响[J].中国临床康复，2004，8（30）：6715-6717.

[7]刘琴芳.运动减肥的机制及运动处方[J].中国体育科技，2002，38（11）：61-63.