固體廢物堆肥原理與技術(第二版)（簡體書）

本書是《固體廢物處理與資源化叢書》中的一分冊，內容共分為11章，主要介紹了固體廢物簡述、固體廢物堆肥原理、固體廢物堆肥工藝、堆肥過程的物料和能量衡算、有機無機複混肥生產工藝、堆肥的程序控制、堆肥腐熟度評價、堆肥設備、堆肥品質標準與應用、堆肥在控制污染等領域的應用、堆肥系統及運行。書中結合典型實例介紹，對實際工程設計和運行管理有指導作用。
本書適合固體廢物處理方面的科研人員、設計人員和管理人員閱讀，也可作為高等學校環境工程、市政工程及相關專業師生的參考用書。

趙天濤，重慶理工大學主任，教授，博士生導師，重慶理工大學化學化工學院化工系系主任，從教十餘年。在化工出版社和冶金出版社出版專著3部（包括“十二五”重點圖書1部），教材1部；發表教研論文10餘篇；主持教改項目3項，負責化工特色專業、優勢專業建設，負責校級核心課程《化工熱力學》和《分離工程》的建設。近5年，獲“重慶市科技進步二等獎”1項；主持“國家自然基金”2項和省部級項目8項，參與並主持了20餘項科研課題；共發表文章40多篇，其中EI收錄6篇，核心期刊10篇；授權發明專利7項。2011年獲“重慶理工大學科技貢獻獎”。

近二十年來，我國在固體廢物處理與資源化方面發展迅速，隨著國家對環境問題的日益重視，越來越多的科研單位開始進行固體廢物的研究工作，許多企業也積極介入固體廢物的處理與資源化行業。《固體廢物堆肥技術》（第二版）是國內較早論述“固體廢物堆肥”的專著，叢書的編委會主任趙由才教授是我國固體廢物領域的專家，《固體廢物堆肥技術》（第二版）全面地總結了國內外固體廢物處理與資源化技術，內容從原理到技術到應用都進行了詳實的闡述。很多內容都來自工程實例，具有較高的學術價值和應用價值。

前言
當前，垃圾“圍城”已成為世界性難題，隨著經濟發展和人們環保意識的加強，許多國家開始採用“物理分選結合有機堆肥”的方法對生活垃圾進行處理，形成的堆肥可用於園林綠化及土壤改良。目前，固體廢物堆肥已成為實現垃圾處理“減量化、害化和資源化”的重要技術。同時，作為固體廢物處理的一個重要學科分支，固體廢物堆肥技術在近幾年也取得了迅速發展，並逐步形成了系統的技術體系。趁本書再版之際，我們對《固體廢物堆肥原理與技術》一書進行了堆肥技術成果的更新，把重點放在現階段社會關注的環境問題和固體廢物處理技術上，同時也刪除了部分已經過時的內容。
進行上述修改和補充的目的如下。
一是更加突出原理和技術的闡述。新版第二章為固體廢物堆肥原理，本章重新修訂了固體廢物堆肥反應動力學，包括了堆肥動力學模型和堆肥化過程動力學主要影響因素及其經驗模型；第三章為固體廢物堆肥工藝，詳實地闡述了污泥堆肥，包括技術原理、工程實例和國家標準等；第五章為堆肥的過程控制，著重強化了堆肥過程中氮素的控制，完善了堆肥過程中氮素平衡。
二是結合最新進展，調整和完善了部分章節結構和內容。第一章結合最新進展，更新了固體廢物處理現狀和堆肥發展現狀與產業前景；第二章對木質素降解的最新研究進行了闡述；第七章堆肥設備中增強了自動監測與控制的內容。
本書編寫人員分工如下：第一章、第二章、第五章由趙天濤、張麗杰、趙由才編寫；第三章、第四章、第六章、第七章由梅娟、趙天濤、趙由才編寫；第八章、第九章、第十章、第十一章由趙天濤、張麗杰、袁建華編寫。對第一版作者柴曉利和張華在本書再版過程中提供的幫助表示感謝，同時感謝國家自然科學基金（No. 51378522）和重慶理工大學優秀著作出版基金對本書出版給予的資助。
本書編寫所列出的所有機器設備和生產廠家，僅是出於全書的完整性和論述的需要，撰寫人員和出版社不為這些機器設備與廠家提供任何保證和推薦，也不為任何由於使用這些機器設備所造成的損失和其他任何問題承擔任何法律和經濟責任。
本書有利於讀者對固體廢物堆肥原理與技術的深入理解和靈活掌握，既可滿足高等學校環境工程、市政工程及相關專業本科生教材的需要，又可作為研究生重點參考書。
由於編者水平有限，疏漏和不足之處在所難免，懇切希望讀者予以批評指正。

趙天濤
2016年8月

第一版前言
隨著人類社會、經濟的發展和科學技術的進步，生活水平普遍提高，固體廢物（包括城市生活垃圾、工農業所產廢物以及污水污泥等）排放量日益增多，這些源源不斷、大量產生的固體廢物，已成為一個困擾經濟發展、污染市容環境、影響市民生活的社會問題。如何遵循可持續發展的原則，減少固體廢物排放量，變廢為寶，實現固體廢物的資源化循環利用，選用技術可靠、經濟適用、衛生安全的固體廢物處理技術，從根本上實現固體廢物處理減量化、資源化和害化的規劃目標，逐步做到化害為利、變廢為寶，是我國面臨的一項重要的社會發展戰略任務。
目前常用的固體廢物處理、處置技術主要包括衛生填埋技術、焚燒處理技術和堆肥技術。堆肥技術由於二次污染小，可有效實現有機物質的資源化，越來越受到人們的重視。固體廢物堆肥技術在我國應用非常廣泛，估計在今後相當長一段時間內，固體廢物堆肥仍將是我國固體廢物處理的主要方式之一。隨著高溫好氧堆肥技術、動態厭氧堆肥處理技術的迅速發展和應用，堆肥技術將在世界範圍內經歷一次從量變到質變的變化過程，但論如何，今後堆肥技術仍將在國內外固體廢物綜合處理體系中佔有重要位置。
本書編寫人員分工如下：第二、四、五、六、八章，張華、范建軍、柴曉利；第九、十章，張華、范建軍、郭強；第一、三、十一章，樓紫陽、柴曉利、趙由才；第七章，唐聖軍、趙由才、郭強。
本書所列出的所有機器設備和生產廠家，僅僅是出於全書的完整性和論述的需要，撰寫人員和出版社不為這些機器設備和廠家提供任何保證和推薦，也不為任何由於使用這些機器設備所造成的損失和其他任何問題承擔任何經濟和法律責任。
本書得到國家科技部“十五”攻關項目“小城鎮科技發展重大項目——小城鎮環境保護關鍵技術研究及設備開發”（No.2003BA808A17）和教育部“博士點”基金“穩定化垃圾生物濾床的生物降解特性及其應用研究”(No. 20020247020)的部分資助。
由於編者水平有限，不可避免存在疏漏之處，真誠希望廣大同行、專家和讀者批評指正。

柴曉利
2005年5月於上海

第一章固體廢物簡述／1
第一節固體廢物的定義與來源1
一、固體廢物的定義1
二、固體廢物的來源1
第二節固體廢物的理化特性3
一、固體廢物的生物特性3
二、固體廢物的物理性質4
三、固體廢物的化學性質5
第三節固體廢物的處置與利用6
一、固體廢物的危害6
二、主要污染控制技術8
三、典型處理處置方法9
第二章固體廢物堆肥原理／15
第一節堆肥化概念及其發展歷史15
一、堆肥化的定義15
二、堆肥發展概述15
三、堆肥化的優勢19
四、堆肥存在的問題19
五、堆肥技術的前景21
第二節堆肥的基本原理23
一、好氧堆肥原理23
二、厭氧堆肥原理25
第三節堆肥微生物26
一、堆肥微生物降解的基本原理26
二、堆肥微生物的種類及特徵28
三、堆肥微生物的影響因素31
四、木質素等降解物生物研究成果和進展32
第四節堆肥化過程動力學33
一、堆肥化過程動力學原理33
二、堆肥化過程動力學主要影響因素34
第三章固體廢物堆肥工藝／36
第一節堆肥物料與添加劑36
一、堆肥的原料36
二、堆肥原料中的添加劑37
第二節固體廢物堆肥類型40
一、按微生物需氧條件40
二、按堆肥的溫度範圍40
三、按物料的運動形式41
四、按堆肥的堆製方式41
五、按堆肥的發酵歷程41
第三節典型堆肥工藝介紹42
一、好氧堆肥的工藝簡介42
二、厭氧堆肥工藝44
三、典型好氧堆肥工藝52
四、好氧堆肥系統介紹54
第四節污泥堆肥58
一、污泥堆肥工藝簡介59
二、典型污泥堆肥設備60
三、典型污泥堆肥項目63
四、污泥堆肥的污染控制65
五、復混肥料的生產67
第五節秸稈和禽畜糞便堆肥68
一、秸稈堆肥69
二、禽畜糞便堆肥71
第六節蚯蚓處理有機廢物73
一、生物反應器處理有機廢物73
二、與堆肥法聯合處理城市垃圾74
三、蚯蚓糞有機肥的特點75
第四章堆肥過程的物料和能量衡算／76
第一節堆肥的熱量平衡76
一、連續操作過程衡算模型77
二、間歇操作過程衡算模型78
第二節堆肥的物料平衡78
一、固相成分變化率79
二、碳素變化規律80
三、氮素變化規律80
四、碳氮平衡模型83
第五章有機-無機復混肥生產工藝／84
第一節基本理論84
一、有機-無機復混肥的作用原理84
二、有機-無機復混肥配方設計的影響因素85
三、有機-無機復混肥的配製87
四、有機-無機復混肥配方89
五、有機-無機復混肥料的國家標準92
六、有機-無機復混肥中具體成分的測定方法93
第二節有機復混肥的運輸與貯存94
一、貯運過程中的變化94
二、貯存過程中的注意事項95
第三節有機復混肥的生產實例96
一、利用城市生活垃圾生產復混肥96
二、污泥肥料的精加工生產99
三、以曬鹽硝皮為原料生產復混肥100
四、利用糠醛渣生產糠肥101
五、腐殖酸復混肥101
六、秸稈、禽畜糞便混合堆肥生產有機復混肥102
第四節有機復混肥的使用103
一、有機復混肥施用時應關注的問題103
二、有機復混肥施肥技術104
三、有機復混肥的施用量106
第五節有機-無機復混肥的施用效果107
一、對產量和品質的影響107
二、不同施肥處理對土壤肥力的影響109
第六章堆肥的過程控制／111
第一節堆肥的影響因素111
第二節堆肥過程中含水率的控制113
一、垃圾含水率的確定113
二、堆肥過程含水率的控制116
第三節堆肥過程中有機質的控制118
一、堆肥原料中有機物質的控制118
二、堆肥反應中有機物含量的過程變化120
三、堆肥工程中碳氮比的控制121
第四節堆肥過程中氮素的控制122
一、堆肥過程中影響氮素損失的因素122
二、減少氮素損失的措施123
第五節堆肥過程中通風、溫度的控制124
一、通風方式分類124
二、強制通風控制方法127
三、強制通風量計算131
四、強制通風系統的設計計算131
五、堆肥過程中的溫度控制141
第六節堆肥過程的其他因素控制143
一、堆肥原料的顆粒大小控制143
二、pH值的控制144
第七節堆肥過程中的惡臭及其控制144
一、堆肥中惡臭的產生及其成分144
二、堆肥過程惡臭的危害145
三、堆肥過程臭氣的控制和處理145
第七章堆肥腐熟度評價／148
第一節堆肥腐熟度的概念及評估方法148
一、腐熟度的概念148
二、堆肥腐熟評估方法148
三、堆肥腐熟的綜合評價方法158
第二節腐熟度檢驗測定方法159
一、澱粉測定法159
二、氮素試驗法160
三、耗氧速率法161
四、明膠測試法162
五、自熱測試法163
六、生物可降解度的測定163
第八章堆肥設備／165
第一節堆肥預處理設備165
一、計量裝置166
二、進料、供料設備166
第二節堆肥發酵設備176
一、多層立式堆肥發酵塔176
二、臥式堆肥發酵滾筒178
三、筒倉式堆肥發酵倉179
四、箱式堆肥發酵池180
五、條垛式發酵設備183
第三節堆肥後處理設備185
一、精分選設備185
二、造粒精化設備186
第四節其他輔助設備190
一、二次污染防治方法與設備190
二、堆肥廠的運輸與傳動裝置192
三、自動監測與控制設備193
第九章堆肥質量標準與應用／196
第一節堆肥產品特點及質量標準196
一、堆肥產品分類196
二、堆肥產品的技術指標197
三、堆肥產品的質量標準199
第二節堆肥的應用203
一、堆肥的生物效用203
二、堆肥的農業利用207
三、堆肥應用的最新進展208
第三節堆肥重金屬的控制209
一、堆肥中重金屬的形態特性210
二、重金屬對環境容量的影響211
三、重金屬的控制技術212
第四節不同類型的肥料214
一、微生物肥料215
二、有機肥料216
三、複合肥料216
四、土壤改良劑216
五、其他新型垃圾肥料217
第十章堆肥在控制污染等領域的應用／219
第一節堆肥處理有機污染物219
一、典型有機污染物的堆肥處理220
二、堆肥處理技術應用於有機污染土壤時的影響因素224
三、堆肥處理有機污染土壤方面有待研究的問題226
第二節堆肥處理有機污染物及水污染227
一、去除揮發性有機污染物228
二、處理城市雨水污染229
第三節堆肥的革新應用——防治病蟲害230
第十一章堆肥系統及運行／233
第一節堆肥生產系統233
一、受料、進料系統234
二、預處理系統236
三、發酵系統238
四、後處理系統238
五、運輸及包裝系統239
六、其他系統240
第二節堆肥生產工藝242
一、工藝流程簡介242
二、主要工藝流程242
三、稱重243
四、板式給料243
五、皮帶輸送244
六、振動篩選244
七、滾筒篩選245
八、一級發酵245
九、二級發酵246
十、通風247
十一、污水回流247
十二、控制檢測247
十三、化驗(檢驗)247
十四、變配電248
參考文獻／249