农村固体废物处理及资源化

　　本书基于农村固体废物污染环境问题及资源循环利用需求，以落实农村人居环境整治、为“水污染防治行动计划”和“土壤污染防治行动计划”提供技术支撑为导向，对我国农村固体废物产生及污染现状进行分析，并梳理了农村固体废物对水、土壤和人居环境造成污染的成因，阐明了我国农村固体废物处理处置需求；对农村固体废物资源化及能源化技术的机理、工艺方法和工程应用经验进行整合，总结了适用于我国农村的固体废物处理与资源循环利用技术，以及基于农村状况的相关技术工艺设计及管理技术等。 本书具有较强的技术性和针对性，有助于从事固体废物处理处置的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境工程、生态工程、生物工程及相关专业师生参阅。

　　席北斗，中国环境科学研究院，研究员，席北斗，博士，研究员，2002年获清华大学环境工程博士学位，2002年进入中国环境科学研究院工作。2013年入选国家“万人计划”，并获国家杰出青年基金项目资助。2015年入选国家百千万人才工程，授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号。现任地下水与环境系统工程创新基地首席专家、国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室主任、中国环境科学研究院总工办主任。 主持完成了国家“973”课题子课题、“农田流失氮、磷对水体环境质量的影响研究”、“村落废弃物、集约化养殖对水体富营养化影响”、“生源要素在河网水系中的环境行为及模型尺度变换研究”，依托上述三项973子课题，在嘉兴建立了水生态沟渠试验基地，构建了河网水系水环境多尺度转化模型系统，流域面源污染系统分析、模拟、控制方面取得了一定科研成果；主持完成了“863”子课题“前置库水生生物-微生物联合强化净化技术研究”，在宜兴建设了前置库生态-生物联合强化净化研究基地，提出了微污染河道水体生物-生态系统强化净化技术；参加了国家“九五”科技攻关项目“难降解工业废水预处理技术”、“二氧化钛光催化氧化处理工业废水”及“十五”科技攻关项目“三峡库区水污染模拟及控制对策”等水环境科研项目的研究。 近5年发表学术论文200余篇，其中SCI收录90余篇；出版学术著作6部；获省部级环境保护科技奖一等奖2项、二等奖2项，获全国优 秀工程咨询成果一、二等奖各1项；建立环境系统工程野外基地1个；将科研成果系统集成，建立科技示范工程6项，技术在我国北京、上海、河北、宁夏、贵州等10多个省市推广应用，完成各类工程、规划咨询项目20多项；获“十一五”国家环境保护科技工作先进个人、中国环境科学学会第六届青年科技奖、中央国家机关青年“创新奖”等荣誉称号。

第1章 农村固体废物产生现状及处理技术进展001
1.1农村固体废物的来源/001
1.1.1生活垃圾/002
1.1.2秸秆废物/006
1.1.3畜禽粪便/007
1.2我国农村固体废物环境影响及问题成因/008
1.2.1“垃圾围村”现象严重/008
1.2.2农业废物的环境影响及问题成因/010
1.2.3农村畜禽粪便产量大/013
1.3我国农村固体废物资源化必要性及需求/013
1.3.1贯彻生态文明思想/014
1.3.2落实国家乡村振兴战略/015
1.3.3建设美丽乡村和解决突出农村环境问题/016
1.3.4落实环保专项行动计划/018
参考文献/024

第2章 农村固体废物分类及收运技术026
2.1农村生活垃圾分类收运及处理处置现状/026
2.2农村生活垃圾分类处理技术/028
2.2.1农村生活垃圾简易分类收集技术/029
2.2.2农村生活垃圾源头分类收集技术/030
2.2.3农村生活垃圾原位分类资源化技术/035
2.2.4典型地区农村生活垃圾分类减量经济性分析/040
2.3农村生活垃圾转运技术/046
2.3.1农村生活垃圾收运主要模式/046
2.3.2农村生活垃圾收运及处理主要模式选择/053
2.3.3农村生活垃圾常规转运/053
2.3.4农村生活垃圾压缩转运/055
2.3.5基于物联网技术的农村生活垃圾收运模式/056
2.4农业废物收运技术/059
2.5畜禽粪便收运技术/060
2.6展望/061
2.6.1政府主导，完善机制/062
2.6.2加强宣传，全民参与/062
2.6.3规划先行，完善布局/062
参考文献/062

第3章 农村固体废物堆肥资源化技术065
3.1基本情况/065
3.1.1技术简介/065
3.1.2堆肥方式/066
3.1.3技术适用范围及优缺点/068
3.2好氧堆肥的技术进展/069
3.2.1堆肥系统及设备/069
3.2.2堆肥的条件控制/069
3.2.3堆肥过程中温度的动态变化研究/071
3.2.4堆肥腐熟度及其评价指标体系/071
3.2.5堆肥产品营养成分的指标体系/076
3.3生活垃圾好氧堆肥/076
3.3.1基本理化参数变化率/076
3.3.2堆肥过程中有机质含量变化/078
3.3.3堆肥过程中水溶性NH+4-N和水溶性NO-3-N变化/079
3.3.4堆肥过程中氨气挥发和H2S变化/080
3.3.5堆肥过程中木质纤维降解率变化/082
3.4生活垃圾与畜禽粪便联合堆肥技术/083
3.4.1堆肥腐熟度评价方法/083
3.4.2混合物料堆肥工艺无害化水平分析/085
3.4.3堆肥产品腐熟度分析/094
3.5沼渣和畜禽粪便混合堆肥/108
3.5.1堆肥原料/108
3.5.2混合物料堆肥过程与堆肥效率/108
3.5.3混合物料堆肥DOM光谱学分析/116
3.5.4基于PCR-DGGE方法的混合物料堆肥过程细菌群落演替规律分析/121
3.6生物强化技术堆肥生化特性变化/125
3.6.1堆肥中的微生物及其研究方法/125
3.6.2堆肥过程基本理化参数变化/134
3.6.3堆肥过程中主要酶活性变化/137
3.6.4生物过程中有机物质转化/139
3.6.5堆肥过程中微生物数量变化/145
3.7多阶段接种生物强化堆肥/145
3.7.1多阶段接种技术对堆肥物质转化的影响/146
3.7.2多阶段接种微生物动态演替规律/160
3.7.3多阶段接种技术对堆肥腐熟度的影响/172
3.8污泥与餐厨垃圾混合蚯蚓堆肥氮素转化/180
3.8.1蚯蚓堆肥的研究进展/180
3.8.2蚯蚓堆肥过程中全氮（TN）含量变化/184
3.8.3蚯蚓堆肥过程中NH+4-N含量变化/184
3.8.4蚯蚓堆肥过程中NO-3-N含量变化/185
3.8.5蚯蚓堆肥过程中NH+4-N/NO-3-N含量变化/186
3.9堆肥处理设计/187
3.9.1大中型堆肥设计/187
3.9.2庭院式堆肥设计/192
3.9.3农村固体废物生物强化菌剂制备及应用/193
3.10畜禽粪便好氧生命周期评价/196
3.10.1目标和范围的定义/197
3.10.2清单分析/197
3.10.3影响评价/198
3.10.4生命周期解释/199
3.10.5小结/199
参考文献/199

第4章 农村固体废物厌氧发酵能源化技术209
4.1基本情况/210
4.1.1技术简介/210
4.1.2技术原理/210
4.1.3技术类型/212
4.2厌氧发酵技术研究进展/216
4.2.1厌氧发酵原料及预处理工艺研究/217
4.2.2有机酸产生及微生物学研究/224
4.2.3干式厌氧发酵技术研究/226
4.3秸秆预处理技术/230
4.3.1秸秆预处理技术研究现状/230
4.3.2秸秆预处理工艺参数研究/233
4.3.3生物预处理工艺优化/236
4.3.4预处理过程中木质纤维素的变化规律/244
4.3.5预处理过程中微生物动态变化/253
4.4秸秆干式厌氧发酵技术/257
4.4.1秸秆预处理及干式厌氧发酵/257
4.4.2基质颗粒微观结构分析/260
4.4.3颗粒内三素特征官能团转化机理/274
4.5混合物料干式厌氧发酵技术/300
4.5.1实验材料和方法/300
4.5.2实验方案/301
4.5.3影响因素的正交试验/303
4.5.4干式厌氧发酵物质变化的规律/308
4.6干式厌氧发酵过程中有机酸产生规律/324
4.6.1VFAs产生规律研究/325
4.6.2乙酸产生机理研究/330
4.6.3丙酸产生机理研究/333
4.6.4丁酸产生机理研究/335
4.6.5戊酸产生机理研究/337
4.6.6己酸产生机理研究/339
4.7畜禽粪便厌氧发酵生命周期评价/341
4.7.1目标和范围的定义/342
4.7.2清单分析/342
4.7.3影响评价/344
4.7.4生命周期解释/344
4.7.5小结/345
参考文献/345

第5章 农村固体废物填埋处置技术353
5.1基本情况/353
5.1.1技术简介/353
5.1.2技术原理/353
5.1.3技术优缺点/355
5.2技术类型/355
5.2.1厌氧填埋技术/355
5.2.2好氧填埋技术/356
5.2.3准好氧填埋技术/356
5.3填埋作业方式/357
5.3.1垃圾块体填埋法/357
5.3.2路堤结合填埋/357
5.4填埋作业流程/358
5.4.1卸料/358
5.4.2摊铺/358
5.4.3压实/358
5.4.4覆盖/359
5.5填埋场中污染物降解影响因素/359
5.5.1压实密度/359
5.5.2pH值/360
5.5.3温度/360
5.5.4含水率/361
5.5.5运行调控措施/361
5.5.6渗滤液回灌/361
5.6生物反应器填埋技术/361
5.6.1厌氧生物反应器填埋技术/362
5.6.2好氧生物反应器填埋技术/363
5.6.3准好氧生物反应器填埋技术/363
5.6.4联合型生物反应器填埋技术/365
5.6.5生物强化预处理及生物反应器填埋优化组合技术/365
5.7农村卫生填埋场设计规范/367
5.7.1设计原则/367
5.7.2设计方法（以宁夏地区为例）/368
参考文献/374

第6章 农村固体废物处理技术新方向377
6.1农村固体废物热解气化技术/377
6.1.1技术简介/377
6.1.2技术原理/377
6.1.3工艺流程/379
6.1.4技术性能/379
6.1.5热解气化技术优缺点/381
6.1.6热解气化设备类型/381
6.2超临界水氧化技术/383
6.3发酵床养殖技术/383
6.3.1技术简介/383
6.3.2技术原理/383
6.3.3技术工艺/384
6.3.4技术特点/384
6.3.5发酵床功能菌群的组成及其功能/385
参考文献/385

第7章 农村生活垃圾处理与资源化技术案例387
7.1嘉兴市元通街道垃圾分类减量资源化处理工程/387
7.2漕桥村生活垃圾分类与资源化利用一体化技术案例/389
7.2.1工程概况/389
7.2.2技术原理/389
7.2.3工艺流程/390
7.2.4工程参数/390
7.2.5工程运行维护/394
7.2.6工程特点/394
7.3农村生活垃圾堆肥技术案例/395
7.3.1工程概况/395
7.3.2技术原理/396
7.3.3工艺流程/396
7.3.4工程参数/397
7.3.5工程运行维护/397
7.3.6工程特点/398
7.4有机垃圾太阳能生物发酵制肥技术案例/398
7.4.1工程概况/398
7.4.2技术原理/399
7.4.3工艺流程/399
7.4.4技术适用范围/400
7.4.5工程参数/400
7.4.6工程运行维护/401
7.4.7工程特点/401
7.5太阳能中温厌氧发酵技术案例/401
7.5.1工程概况/401
7.5.2技术原理/402
7.5.3工艺流程/402
7.5.4技术适用范围/402
7.5.5工程参数/402
7.5.6工程运行维护/404
7.5.7工程特点/404
7.6宁夏中宁县余丁乡生活垃圾填埋场/405
7.6.1设计原则/405
7.6.2设计内容/405
7.7生物发酵床养殖技术案例/409
7.7.1工程概况/409
7.7.2技术原理/409
7.7.3工艺流程/410
7.7.4技术适用范围/410
7.7.5工程参数/410
7.7.6工程运行维护/412
7.7.7工程特点/412
7.8畜禽粪便综合利用技术案例/413
7.8.1工程概况/413
7.8.2技术原理/414
7.8.3工艺流程/414
7.8.4技术适用范围/415
7.8.5工程参数/415
7.8.6工程运行维护/415
7.8.7工程特点/416
7.9农村生活垃圾热解气化处理装置技术案例/416
7.9.1工程概况/416
7.9.2技术原理/417
7.9.3工艺流程/418
7.9.4工程参数/418
7.9.5工程运行维护/421
7.9.6工程特点/421
7.10生活垃圾气化技术案例/421
7.10.1工程概况/421
7.10.2技术原理/422
7.10.3工艺流程/422
7.10.4技术适用范围/422
7.10.5工程参数/422
7.10.6工程运行维护/424
7.10.7工程特点/424

附录425
附录1农村生活垃圾分类处理规范/425
附录2农村生活垃圾处理技术规范/434
附录3农村生活垃圾处理设施运行操作规范/444
附录4农村生活垃圾处理工程设施投资指南/451
附录5农村畜禽养殖污染防治技术规范/459
附录6畜禽粪便堆肥技术规范/467
附录7农村畜禽养殖污染防治项目投资指南/473

索引/481