[化学]YYH-第十一章-有机固体废物与废气的微生物处理及其微生物群落.ppt

第十一章 有机固废与废气的微生物 处理及其微生物群落 杨毅红 内容提要 11.1 有机固体废物的微生物处理及其微生物群落 一、堆肥法 二、垃圾和脱水污泥卫生填埋及其渗滤液处置 11.2 废气的生物处理 一、废气的处理方法 二、几种典型废气的微生物处理方法 固体废物: 人类生产和生活过程中产生的固体或泥状的，暂时没有利用价值的废弃物质。 化学成分：有机废物、无机废物 形 状：固体废物、泥状废物 危害状况：有害废物、一般废物 来 源：? 分类 11.1 有机固体废弃物的微生物处理及其微生物群落 按来源可分为五类： 工业固体废物 农业固体废物 矿业固体废物 城市垃圾 放射性废物 固体废弃物对环境的危害？ 7 A.侵占土地 8 B.污染土壤 塑料垃圾残留3.9克/亩 玉米减产 11%~13% 小麦减产 9%~16% 大豆减产 5.5%~9% 蔬菜减产 14.4%~54.9% 9 C. 污染水体 10 D. 污染大气 有害气体如SO2，NH3，CH4和粉尘等 原则： 废弃物无害化、资源化、减量化，变废为宝，净化环境 简单堆放法 围海造地法 堆肥处置法 焚烧处置法 卫生填埋法 固体废弃物的主要处置和处理方法： 依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，有控制地促进可被微生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。 深褐色、质地松散、有泥土味的物质。这种物质的养料价值不高，但却是一种极好的土壤调节剂和改良剂，其主要成分是腐殖质。 一、堆肥处理技术 堆肥化 堆肥 1932年意大利人贝卡里留把厌氧发酵和好氧发酵结合一起，把物料先放在密闭系统进行厌氧发酵，然后再送入空气进行好氧发酵。 1933年，丹麦出现达诺法(利用回转窑发酵仓进行好氧发酵)并在西欧和日本得到应用。德国开发了巴登·巴登法 1940年，美国使用发酵槽进行机械化堆肥，厄普·托马斯法(Earp-Thomas法)。国际上出现了机械化较强的发酵装置――立流移动式搅拌发酵仓。 20世纪60年代，日本已经建成堆肥厂30多座。 从20世纪70年代初开始，化肥大规模的使用；同时，城市生活垃圾的成分也发生了变化，垃圾中不可生物分解的成分日益增多，导致机械化程度较高的堆肥工艺较难推广和堆肥产品的品质差、生产效率低等。堆肥逐渐不再为人们所重视，许多堆肥厂陆续停产关闭。 近年来，由于垃圾填埋场地的缺乏和垃圾焚烧可能导致的大气污染，垃圾卫生填埋和焚烧处理方法在某些方面受到较多的限制，堆肥处理又受到了较多的重视。 堆肥的历史： 根据堆肥化过程中微生物对氧气的需求情况不同，可区分为好氧堆肥和厌氧堆肥。 好氧堆肥是在通气条件好、氧气充足的条件下借助好氧微生物的生命活动降解有机物，通常好氧堆肥堆温高，一般在55—60℃，极限可达80一90℃．所以好氧堆肥也称高温堆肥； 厌氧堆肥则是在通气条件差、氧气不足的条件下借助厌氧微生物进行的一种发酵堆肥。现代化的堆肥工艺基本上都是好氧堆肥。 （二）好氧堆肥 通气条件下借好氧性微生物活动使有机物降解，从而使固体废弃物无害化、资源化。 特点：高温堆肥（一般在50-60℃，极限可达80-90℃） 有机堆肥好氧分解过程 1. 好氧堆肥机理 好氧堆制的微生物学过程 根据堆制过程中的温度变化和微生物生长情况，堆制过程分为潜育期、中温期、高温期、腐熟期四个时期。 潜育期 latent phase 调整适应时期 微生物基本不生长 堆温基本不变化 中温期mesophilic phase 堆肥初期(通常在1-3天)，肥堆中嗜温性微生物利用可溶性和易降解性有机物作为营养和能量来源，迅速增殖，并释放出热能，使肥堆温度不断上升。 此阶段温度在室温至45℃范围内，微生物以中温、需氧型为主，通常是一些无芽胞细菌。 也称产热阶段，中温阶段，升温阶段，升温期等。 高温期thermophilic phase 当肥堆温度上升到45℃以上时，即进入高温阶段。 通常从堆积发酵开始，只须2-3天时间肥堆温度便能迅速地升高到55℃，1周内堆温可达到最高值（最高温可达80℃）。 除前一阶段残留的和新形成的可溶性有机物继续分解转化外，半纤维素、纤维素、蛋白质等复杂有机物也开始强烈分解。 高温期微生物 嗜温性微生物受到抑制，嗜热性微生物逐渐取而代之。 在50℃左右进行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌； 温度上升到60℃时，真菌几乎完全停止活动，仅有嗜热性放线菌和细菌活动； 温度上升到70℃以上时，大多数嗜热性微生物已不适宜，微生物大量死亡或进入休眠状态。 高温期自然调节 此时，起作用的是嗜热性芽孢杆菌，产生的热量减少，堆温自动下降。 当堆