1、.,堆肥臭氣的產(chǎn)生及防治措施,環(huán)境工程 陳華晶 20130224,.,前言,近年來(lái)的實(shí)踐證明，利用畜禽排泄物和農(nóng) 作物秸稈堆肥生產(chǎn)有機(jī)肥料是一種很好的方法，但是在生產(chǎn)有機(jī)肥料的過(guò)程中常伴隨著臭氣的產(chǎn)生，臭氣成為影響堆肥發(fā)展的重要制約因素。,.,1、惡臭的危害,惡臭物質(zhì)通常不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問(wèn)題, 但會(huì)對(duì)人們產(chǎn)生心理上的影響, 使人食欲不振、頭昏腦脹、惡心、嘔吐。硫化氫、硫醇、胺類(lèi)、氨等可直接對(duì)呼吸系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)及神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生危害, 它具有大氣污染和有害氣體污染的兩重性。,.,情況嚴(yán)重時(shí), 臭氣還可使公眾的自尊心受到傷害； 使人們對(duì)垃圾處理設(shè)施投資失去信心, 導(dǎo)致市場(chǎng)衰退, 土地失去

2、出租價(jià)值, 稅收下降, 產(chǎn)值和銷(xiāo)售額下降。 如美國(guó)明尼蘇達(dá)州和佛羅達(dá)州的生活垃圾堆肥廠因產(chǎn)生惡臭被迫停產(chǎn), 當(dāng)?shù)卣凸娨笃湓O(shè)置惡臭的封閉、控制系統(tǒng)。,.,.,.,堆肥有機(jī)物+好氧細(xì)菌,細(xì)胞物質(zhì),新陳代謝廢物（NH3，CO2，H2O),堆肥有機(jī)物+厭氧細(xì)菌,細(xì)胞物質(zhì),新陳代謝廢物（硫化物、胺類(lèi)化合物、甲烷等）,合成,合成,。,2、臭氣的產(chǎn)生與散發(fā),.,堆肥過(guò)程,堆肥過(guò)程中, 蛋白質(zhì)、氨基酸會(huì)因微生物的活動(dòng)而進(jìn)行脫羧作用和脫氨作用, 這是堆肥過(guò)程中臭味產(chǎn)生的主要因素。脫羧作用在pH 值4 5 的條件下產(chǎn)生胺及含硫化合物; 在高pH 值條件下, 氨基酸脫氨生成NH3 和揮發(fā)性脂肪酸(V FA

3、)，硫化氫(H2S)溶于水呈酸性,.,pH 值越高溶解越多, 釋放越少;NH3溶于水呈堿性, pH 值越低溶解越多, 釋放越少。 好氣條件可產(chǎn)生較多的NH3, 而H2S 產(chǎn)生量較少;厭氧條件下則正相反。 水分也是影響臭氣產(chǎn)生的因素之一, 水分含量大, 通氣受到影響, 發(fā)生厭氧酵解,V FA、H2S 及糞臭素等產(chǎn)生量增加, 惡臭增強(qiáng)。,.,和溫度有關(guān)-以雞糞為例,雞糞堆肥的升溫及高溫期, pH 值較高, 脫氨作用占主導(dǎo), 氮類(lèi)物質(zhì)被微生物分解為NH4+ N , NH4+ N的快速積累使pH 值進(jìn)一步提高。 NH4+ N一部分被微生物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為NO3 -N 和生物量態(tài)氮, 另一部分則在堆溫達(dá)到5

4、0以上、pH 7 的環(huán)境中, 與其它大多數(shù)揮發(fā)性有機(jī)物一起以氣態(tài)揮發(fā)。這不僅是堆肥惡臭產(chǎn)生的主要原因及形式, 而且也是堆肥氮類(lèi)物質(zhì)損失的主要形式之一。 據(jù)報(bào)道, 這種形式的損失占銨態(tài)氮的10% 100% 。 由于高pH 值會(huì)抑制脫羧作用, 并使脫羧作用所產(chǎn)生的硫化氫溶解。因此, 豬糞堆肥過(guò)程中臭氣的主要形式是氨氣, 它主要產(chǎn)生在堆肥的高溫期。,.,3、堆肥中臭氣的分子組成,硫化物、氨類(lèi)、低級(jí)脂肪胺、芳烴、羥基化合物、醇類(lèi)、低級(jí)脂肪酸及吲哚等八類(lèi)。 其中氨氣和硫化氫是主要的惡臭氣體。,.,不同臭氣分子的臭味特點(diǎn),.,低濃度的氨氣, 對(duì)黏膜有刺激作用, 可引起結(jié)膜、上呼吸道黏膜充血、水腫； 高濃度

5、 的氨氣， 可引起呼吸道深部損傷?？諝庵腥绾?0.1%氨氣就會(huì)迅速引起頭疼暈眩等癥狀,吸入大量氨氣會(huì)造成昏迷或死亡。 氨氣的產(chǎn)生原因一是由于畜禽糞便C/ N 值較低, 二是由于氧氣充足時(shí)含N 有機(jī)化合物的分解, 使得有機(jī)氮降解為NH 3 -N, 大部分NH3-N 無(wú)法被微生物同化而逸出產(chǎn)生惡臭。,氨 氣,.,硫化氫也是一種主要的臭氣化合物 , 其氣體產(chǎn)生 難聞的惡臭（臭雞蛋氣味） 。 厭氧條件下（如水分過(guò)多，使堆肥物質(zhì)粒子之間充滿水，有礙于通風(fēng)，從而造成厭氧狀態(tài)，不利于好氧微生物生長(zhǎng)），厭氧細(xì)菌會(huì)將有機(jī)物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物, 如含硫化合物(H2S、SO2 、硫醇類(lèi)等)。,硫化氫,.,二、堆

6、肥過(guò)程中惡臭氣體的預(yù)防,控制惡臭的首要方法是使堆肥過(guò)程充分高效地進(jìn)行。這一目的的實(shí)現(xiàn)需要對(duì)堆肥結(jié)構(gòu)、通氣方式、外加物質(zhì)等方面進(jìn)行優(yōu)化與控制。在堆肥過(guò)程中, 可以減少惡臭產(chǎn)生的主要方法有下面幾種：,.,1、確保好氧環(huán)境,使堆肥顆粒大小適中, 既確保氧氣能從外界滲入, 防止厭氧環(huán)境的形成, 又保證堆肥內(nèi)部達(dá)到最佳的溫度。對(duì)于通氣式堆肥系統(tǒng), 肥料堆的高度一般2.7m。 高溫及時(shí)翻堆，避免氨氣過(guò)度揮發(fā) 2、適當(dāng)通風(fēng)，且規(guī)律性地翻堆 如果肥料太濕或者通風(fēng)條件不適宜, 就會(huì)在厭氧過(guò)程中產(chǎn)生惡臭氣體。因此, 要確保足夠的氧氣供應(yīng)量, 為堆肥選擇合理的通風(fēng)率。 通風(fēng)量過(guò)低, 會(huì)形成厭氧的堆肥環(huán)境, 產(chǎn)生大量

7、的惡臭物質(zhì)。 通風(fēng)量過(guò)高, 盡管提高了供氧量, 使得惡臭物質(zhì)產(chǎn)生量減少, 但由于風(fēng)量大, 也可能導(dǎo)致惡臭物質(zhì)的總散發(fā)量增大。,.,有人對(duì)好氧堆肥反應(yīng)器的三種通氣模式進(jìn)行了研究, 第一種是底部進(jìn)氣, 第二種是頂部抽氣, 第三種和第一種相同, 但增加了進(jìn)氣量并在釜頂設(shè)置了大型排氣扇, 從而保持釜內(nèi)的微弱負(fù)壓。中試表明第三種方式控制臭氣最有效。 3、盡量使堆肥疏松、干燥 如果有機(jī)物料進(jìn)入堆肥廠時(shí),已經(jīng)厭氧并產(chǎn)生惡臭, 需將其盡快轉(zhuǎn)為好氧狀態(tài)。通常采取的措施為摻入粗糙、干燥的枝杈來(lái)增加進(jìn)料的空隙使氧氣滲入。另外, 也可根據(jù)原料混合程度的不同, 以及肥堆的空隙來(lái)進(jìn)行不同頻率的翻堆。 秸稈（稻草）不粉碎，

8、改變通氣（常州谷潤(rùn)）。 4、在肥料堆中摻入某些物質(zhì) 除臭菌對(duì)生活垃圾具有明顯的除臭效果, 可有效減少堆肥發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的惡臭。 在堆肥初始物料中加入草木灰和碳, 在改善堆肥產(chǎn)物質(zhì)量的同時(shí)降低惡臭的排放。 調(diào)節(jié)C/N比例，增加碳源物質(zhì)，使氨充分被微生物吸收。 加入少量掩蔽劑，改變臭氣的敏感度。,.,微生物除臭法,除臭原理： 微生物除臭基本上分為 3 個(gè)過(guò)程: 首先, 將部分臭氣由氣相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟膫髻|(zhì)過(guò)程 ; 其次 , 溶于水中的臭氣通過(guò)微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜被微生物吸收, 不溶于水的臭氣先附著在微生物體外, 由微生物分泌的細(xì)胞外酶分解為可溶性物質(zhì), 再滲入細(xì)胞; 第三, 是臭氣進(jìn)入細(xì)胞后, 在體

9、內(nèi)作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為微生物所分解、利用, 使臭氣得以去除。,三、惡臭氣體的微生物去除,.,微生物制劑：分離出具有除臭效果的菌種后進(jìn)行培養(yǎng) , 并制成微生物除臭菌劑。 如 氨氧化細(xì)菌，硫氧化細(xì)菌 氨氧化細(xì)菌的氧化過(guò)程：第一階段為亞硝化過(guò)程，即亞硝化細(xì)菌將氨根離子氧化成亞硝酸根離子，參與的亞硝化細(xì)菌有五個(gè)屬，亞硝化球菌屬 亞硝化螺菌屬，亞硝化肢桿菌屬，亞硝化毛桿菌屬，亞硝化囊桿菌屬。第二個(gè)階段是硝化細(xì)菌將亞硝酸根離子氧化成為硝酸根離子。這個(gè)過(guò)程有硝化細(xì)菌屬，刺菌屬，和球菌屬。 硫氧化細(xì)菌的氧化過(guò)程：將低價(jià)的硫化合物氧化成硫酸鹽或亞硫酸鹽,.,有研究表明放線菌、細(xì)菌、真菌對(duì)氨氮以及硫化物的降解能力明顯不同，放線菌除臭能力較強(qiáng)，細(xì)菌和