本書以堆肥工程為主線,共分十六章,內(nèi)容包括緒論、堆肥原理、堆肥原料及調節(jié)、堆肥基本類型及特點、槽式堆肥、反應器堆肥、氣流膜堆肥、堆肥設備與維護、堆肥廠規(guī)劃與設計、堆肥過程控制、堆肥環(huán)境控制、堆肥質量評價、堆肥產(chǎn)品的加工及應用、堆肥廠運營管理、堆肥項目評價等內(nèi)容;針對農(nóng)業(yè)廢棄物、市政廢棄物、社區(qū)廢棄物七個典型堆肥廠案例進行全面介紹,側重其參考性和借鑒意義。
本書內(nèi)容全面、系統(tǒng)性強,具有較強的技術應用性和可操作性,可供從事固體廢物處理處置、資源化利用及管理等的工程技術人員、科研人員和管理人員參考,也可供高等學校環(huán)境科學與工程、市政工程、生態(tài)工程及相關專業(yè)師生參閱。
李季,現(xiàn)任中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院教授,博士生導師,中國農(nóng)業(yè)大學有機循環(huán)研究院(蘇州)院長。長期從事有機廢棄物堆肥處理、有機農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)等方面的研究開發(fā)工作。近十年來主持和參與了20余項國家及省部級科研項目,“十二五”期間主持了科技部支撐計劃課題“農(nóng)業(yè)廢棄物高效循環(huán)利用關鍵技術研究(2012BAD14B01)”(2012-2016),目前主持科技部“十三五”國家重點研發(fā)計劃項目“農(nóng)業(yè)廢棄物好氧發(fā)酵技術與智能控制設備研發(fā)”(2016YFD0800601)(2016-2020)。發(fā)表論文200余篇,其中SCI80篇,獲得省部級科技進步一等獎5項,教育部技術發(fā)明二等獎1項,申報和獲得國家發(fā)明專利30項。
第一章 緒論 1
第一節(jié) 堆肥的定義及特點 2
一、 堆肥的定義 2
二、 堆肥的特點 3
第二節(jié) 堆肥歷史 6
一、 西方堆肥歷史 6
二、 中國糞肥利用及早期堆肥歷史 10
三、 中國不同歷史時期有機原料使用及堆肥制作方法 12
四、 中國現(xiàn)代堆肥發(fā)展 14
第三節(jié) 堆肥產(chǎn)業(yè)及發(fā)展前景 16
一、 國外堆肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展 16
二、 國內(nèi)堆肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展 21
參考文獻 28
第二章 堆肥原理 32
第一節(jié) 堆肥過程 33
一、 好氧堆肥 33
二、 厭氧堆肥 35
第二節(jié) 基本原理 35
一、 物質轉化 35
二、 熱力學與熱失活原理 37
三、 動力學原理 38
第三節(jié) 堆肥微生物 39
一、 微生物來源 39
二、 微生物演替 40
三、 微生物類型 40
四、 菌種篩選 43
第四節(jié) 堆肥影響因素 45
一、 原料因素 45
二、 環(huán)境因素 48
三、 人為因素 50
參考文獻 53
第三章 堆肥原料及調節(jié) 55
第一節(jié) 原料來源及數(shù)量 56
第二節(jié) 原料特點 56
一、 畜禽副產(chǎn)品 58
二、 秸稈類 60
三、 廚余垃圾 61
四、 食品副產(chǎn)物 61
五、 污泥 65
六、 木質廢棄物 66
七、 沼氣發(fā)酵殘渣 67
八、 其他 67
第三節(jié) 堆肥初始條件與原料配方 67
一、 碳氮比 68
二、 水分 69
三、 粒徑 70
四、 pH 值 71
五、 堆肥配方確定及計算 71
第四節(jié) 原料調節(jié)、預處理 74
一、 原料調節(jié) 74
二、 原料預處理 76
參考文獻 78
第四章 堆肥基本類型及特點 79
第一節(jié) 堆肥系統(tǒng)分類 80
第二節(jié) 靜態(tài)堆肥 81
一、 基本類型 81
二、 技術及特點 82
第三節(jié) 條垛式堆肥 83
一、 基本類型 83
二、 技術及特點 84
第四節(jié) 槽式堆肥 87
一、 基本類型 87
二、 技術及特點 88
第五節(jié) 反應器堆肥 90
一、 基本類型 90
二、 技術及特點 90
第六節(jié) 動物尸體堆肥 92
一、 基本類型 92
二、 技術及特點 92
參考文獻 94
第五章 槽式堆肥 95
第一節(jié) 槽式堆肥概念及特點 96
一、 槽式堆肥概念及發(fā)展 96
二、 槽式堆肥類型 97
三、 槽式堆肥特點 100
第二節(jié) 槽式堆肥工藝及系統(tǒng)構成 100
一、 槽式堆肥工藝流程 100
二、 槽式堆肥系統(tǒng)構成 101
第三節(jié) 槽式堆肥設施建設 103
一、 槽式堆肥主要設施 103
二、 槽式堆肥主要設備 104
第四節(jié) 槽式堆肥的應用 108
一、 小型簡易化應用案例 108
二、 大型規(guī);瘧冒咐 111
參考文獻 113
第六章 反應器堆肥 115
第一節(jié) 反應器堆肥原理及特點 116
一、 反應器堆肥技術原理 116
二、 反應器堆肥主要特點 118
第二節(jié) 堆肥反應器主要類型 119
一、 靜態(tài)堆肥反應器 120
二、 動態(tài)堆肥反應器 121
第三節(jié) 筒倉堆肥反應器 123
一、 原理與結構特點 123
二、 主要應用場景 124
第四節(jié) 雙筒倉堆肥反應器 126
一、 原理與結構特點 126
二、 主要應用場景 127
第五節(jié) 混流箱堆肥反應器 128
一、 原理及結構特點 128
二、 主要應用場景 129
第六節(jié) 其他堆肥反應器 130
一、 滾筒式堆肥反應器 130
二、 槽式堆肥反應器 131
三、 HOTBIN 堆肥反應器 131
四、 堆肥反應器發(fā)展趨勢 132
參考文獻 133
第七章 氣流膜堆肥 134
第一節(jié) 概述 135 一、 氣流膜堆肥定義 135
二、 氣流膜堆肥特點 135
第二節(jié) 氣流膜堆肥發(fā)展歷程 136
一、 國外氣流膜堆肥發(fā)展歷程 136
二、 國內(nèi)氣流膜堆肥發(fā)展歷程 136
第三節(jié) 氣流膜具體參數(shù) 137
一、 氣流膜材料與結構 137
二、 氣流膜作用原理 138
三、 氣流膜生產(chǎn)工藝 139
第四節(jié) 氣流膜堆肥工藝及設備設施 141
一、 氣流膜堆肥系統(tǒng)組成及流程 141
二、 氣流膜堆肥微生物響應及氣體減排效果 142
三、 氣流膜堆肥設備設施 143
四、 氣流膜堆肥工藝效益分析 146
第五節(jié) 氣流膜堆肥應用 148
一、 國外氣流膜堆肥建設情況 148
二、 國內(nèi)氣流膜堆肥建設情況 148
參考文獻 150
第八章 堆肥設備與維護 152
第一節(jié) 預處理設備 153
一、 螺旋擠壓式固液分離機 153
二、 原料粉碎機 154
三、 給料機 156
四、 預混合設備 157
第二節(jié) 堆肥設備 159
一、 翻斗布料機 160
二、 翻堆機 160
三、 曝氣系統(tǒng) 165
四、 堆肥反應器 166
五、 滾筒篩 168
第三節(jié) 制肥設備 169
一、 鏈錘破碎機 169
二、 配料混合設備 170
三、 造粒設備 172
四、 烘干冷卻設備 176
五、 平面回轉分級篩 179
六、 輸送設備 180
七、 自動打包秤 183
第四節(jié) 控制系統(tǒng) 184
一、 傳統(tǒng)控制系統(tǒng) 185
二、 計算機控制系統(tǒng) 187
第五節(jié) 成套加工設備 191
一、 有機肥加工成套設備 191
二、 有機無機復混肥加工成套設備 192
第六節(jié) 設備操作維護 193
一、 安全第一 193
二、 設備調試 194
三、 操作維保要點 196
參考文獻 199
第九章 堆肥廠規(guī)劃與設計 200
第一節(jié) 堆肥廠基本構成要素 201
一、 堆肥廠區(qū)構成 201
二、 堆肥系統(tǒng)構成 201
第二節(jié) 堆肥廠選址與布局 201
一、 堆肥廠選址 202
二、 堆肥廠布局 202
第三節(jié) 堆肥系統(tǒng)構成及規(guī)模 204
一、 儲存系統(tǒng) 204
二、 預處理系統(tǒng) 205
三、 一次發(fā)酵系統(tǒng) 205
四、 陳化系統(tǒng) 211
五、 加工系統(tǒng) 212
六、 尾氣收集處理系統(tǒng) 215
第四節(jié) 土建工程及其他 217
一、 車間設計注意事項 217
二、 堆肥車間建筑設計 218
三、 環(huán)境保護 218
四、 消防 219
五、 其他 219
參考文獻 219
第十章 堆肥過程控制 220
第一節(jié) 堆肥控制基本要素 221
一、 水分 221
二、 通透性 221
三、 溫度 222
第二節(jié) 通風控制 223
一、 通風量控制 223
二、 通風速率及通風控制方式 225
三、 翻堆控制 228
第三節(jié) 堆肥接種及注意事項 230
一、 堆肥接種的作用 231
二、 國內(nèi)外堆肥接種的應用效果 231
三、 堆肥菌種使用及注意事項 232
第四節(jié) 堆肥過程監(jiān)測及常見問題 233
一、 堆肥溫度監(jiān)測 234
二、 堆肥濕度監(jiān)測 234
三、 堆肥氣味監(jiān)測 234
四、 堆肥智能化監(jiān)測 235
五、 堆肥常見問題 236
參考文獻 237
第十一章 堆肥環(huán)境控制 239
第一節(jié) 堆肥臭味控制 240
一、 常見臭氣化合物 240
二、 臭氣指數(shù) 241
三、 惡臭氣體控制標準 242
四、 臭氣分析方法和強度評價 246
五、 臭氣處理方法 248
第二節(jié) 氮素損失與控制 251
一、 影響堆肥氮素損失的因素 252
二、 氮素轉變規(guī)律及影響因素 252
三、 堆肥氮損失控制方法 253
第三節(jié) 硫素損失與控制 254
一、 影響堆肥硫素損失的因素 254
二、 硫素轉變規(guī)律及影響因素 255
三、 堆肥硫損失控制方法 255
第四節(jié) 溫室氣體排放與控制 256
一、 甲烷產(chǎn)生機制與排放影響因素 256
二、 甲烷排放控制方法 257
三、 氧化亞氮產(chǎn)生機制與排放影響因素 258
四、 氧化亞氮排放控制方法 259
參考文獻 260
第十二章 堆肥質量評價 262
第一節(jié) 堆肥質量評價指標 263
一、 堆肥腐熟度評價 264
二、 堆肥其他質量要求 271
第二節(jié) 堆肥質量控制標準 271
一、 有害物質安全限量標準 272
二、 其他特性控制標準 276
第三節(jié) 堆肥廠化驗室建設 278
一、 化驗室檢測主要內(nèi)容 278
二、 化驗室基本配置 279
三、 化驗室建設要求 279
四、 化驗室分析質量控制 281
第四節(jié) 堆肥質量評價簡易方法 283
一、 外觀判斷法 283
二、 發(fā)芽試驗法 283
三、 蚯蚓法 284
四、 Dewar 自熱測試法 284
五、 Solvita 測試法 285
六、 塑料袋法 285
七、 二氧化碳探測管法 286
八、 耗氧量分析法 286
參考文獻 286
第十三章 堆肥產(chǎn)品的加工及應用 289
第一節(jié) 堆肥產(chǎn)品的類型及標準 290
一、 堆肥產(chǎn)品的類型 290
二、 堆肥產(chǎn)品的標準 290
第二節(jié) 堆肥產(chǎn)品的加工 299
一、 商品有機肥料 299
二、 生物有機肥料 300
三、 有機無機復混肥料 302
四、 有機基質 309
第三節(jié) 堆肥產(chǎn)品的應用 311
一、 堆肥產(chǎn)品的施用方式及作用 311
二、 堆肥產(chǎn)品的施用技術 313
三、 堆肥產(chǎn)品的施用設備 316
第四節(jié) 堆肥產(chǎn)品的市場定位與營銷 320
一、 堆肥產(chǎn)品的市場定位 320
二、 堆肥產(chǎn)品的市場營銷 321
參考文獻 322
第十四章 堆肥廠運營管理 324
第一節(jié) 堆肥廠基本組織構架 325
一、 生產(chǎn)崗位及配置 325
二、 非生產(chǎn)崗位及配置 326
第二節(jié) 堆肥原料管理 326
一、 原材料來源管理 327
二、 原料儲存管理 329
三、 預處理工藝管理 330
第三節(jié) 發(fā)酵工藝管理 332
一、 發(fā)酵溫度管理 332
二、 水分管理 333
三、 通風管理 333
四、 翻堆管理 334
五、 發(fā)酵周期管理 334
第四節(jié) 堆肥儲存管理 335
一、 后陳化儲存 335
二、 成品儲存 336
三、 儲存條件 336
第五節(jié) 堆肥設施的維護管理 336
一、 堆肥設備維護保養(yǎng)基本要求 336
二、 設備每日(班次)例檢 337
三、 設備周期性定檢 338
四、 設備管理制度 339
參考文獻 341
第十五章 堆肥項目評價 343
第一節(jié) 環(huán)境效益評價 344
一、 生命周期評價的起源與發(fā)展歷程 344
二、 理論框架 345
三、 評價軟件 347
四、 影響類別 347
第二節(jié) 經(jīng)濟效益評價 350
一、 技術經(jīng)濟分析的起源與發(fā)展歷程 350
二、 評價指標 350
三、 技術經(jīng)濟分析步驟 351
四、 敏感性分析 353
五、 技術經(jīng)濟分析軟件 353
第三節(jié) 物質能量評價 355
一、 物質流分析的起源及定義 355
二、 物質流分析方法及分類 356
三、 物質流分析步驟 357
四、 評價指標 358
五、 物質流分析軟件 359
第四節(jié) 層次分析評價 360
一、 層次分析法和神經(jīng)網(wǎng)絡分析法 360
二、 層次分析法評價步驟 360
三、 層次分析法評價軟件 361
四、 評價指標 361
第五節(jié) 南宮堆肥項目評價 362
一、 項目描述 362
二、 南宮堆肥廠環(huán)境效益評價 363
三、 南宮堆肥廠經(jīng)濟效益評價 365
參考文獻 373
第十六章 典型堆肥廠案例 376
第一節(jié) 農(nóng)業(yè)廢棄物堆肥案例 377
一、 田園尾菜堆肥案例 377
二、 畜禽糞便堆肥案例 380
第二節(jié) 市政廢棄物堆肥案例 383
一、 生活垃圾堆肥案例 383
二、 市政污泥堆肥案例 385
三、 廚余垃圾堆肥案例 389
第三節(jié) 社區(qū)廢棄物堆肥案例 393
一、 餐廳廚余和園林廢棄物堆肥案例 393
二、 食品加工廠廢棄物堆肥案例 396
參考文獻 397
附錄 398
附錄1 堆肥原料成分表 399
附錄2 堆肥場記錄表 413
附錄3 畜禽糞便堆肥技術規(guī)范(NY/T 3442—2019) 419
附錄4 有機肥科(NY/T 525—2021) 428
附錄5 專業(yè)術語 440