第八章固体废物生物处理.pptVIP

固体废弃物处理与处置 固体废物的生物处理 基本概念 什么是生化降解？ 依靠自然界广泛分布的微生物的作用，通过生物转化，将固体废物中易于生物降解的有机组分转化为腐殖肥料、沼气或其他化学转化品，如饲料蛋白、乙醇或糖类，从而达到固体废物无害化的一种处理方法。 生物降解的意义 对城市固体废物进行处理，实现稳定化、无害化 减轻城市垃圾的大量堆积，影响市容 促进自然界物质循环与人类社会化物质循环的统一 生产堆肥来施肥、改造土壤，回归农田生态系统 将大量有机固体废物通过各种工艺转换成有用的物质和能源 产生沼气、生产葡萄糖、微生物蛋白质 生物处理的分类 好氧生物处理 在提供游离氧的条件下，以好氧微生物为主使有机物降解、稳定的无害化处理 厌氧生物处理 没有游离氧的情况下，以厌氧微生物为主对有机物进行降解、稳定的无害化处理 生物处理的应用 堆肥化 固体废物堆肥处理，可生产有机肥，改善土壤性能和提高肥力，维持农作物高效高产。 沼气 在隔绝空气和保持一定水分、温度、酸碱度条件下，经过多种微生的发酵作用产生的以甲烷为主的气体混合物。 污泥厌氧消化、填埋场生物降解产生沼气 微生物对固体废物的转化 纤维素的生物转化 半纤维素的转化 果胶质的转化 淀粉的生物转化 脂肪类物质的生物转化 蛋白质的生物转化 木质素的生物降解 纤维素的生物转化 分子式(C6H10O5)1400~10000,有机固体废物的重要成分。 分解微生物：细菌、放线菌、真菌 降解过程 半纤维素的生物转化 存在于植物细胞壁中，含量很高 一般由聚戊糖、聚已糖和聚糖醛酸等组成 也有由木聚糖、半乳糖或粮醛等组成 分解速度比纤维素快 果胶质的转化 天然不溶性物质，高等植物的主要成分 主要由D-半乳糖醛通过α-1,4-糖苷键连接而成的直链高分子化合物 分解微生物有好氧菌(枯草杆菌、多粘芽孢杆菌)、厌氧菌(蚀果胶梭菌、费新尼亚浸麻梭菌)、真菌(青霉、曲霉、木霉)和放线菌 淀粉的生物转化 一种多糖，分子式(C6H10O5)1200 异养微生物的能源和碳源 脂肪类物质的生物转化 蛋白质的生物转化 生物体的一种主要组成物质和营养物质 存在工业废水、生活污水和城市生活垃圾 分解有两个阶段：胞外水解和胞内分解 分解微生物主要有：好氧细菌、兼性厌氧菌、厌氧菌、真菌和放线菌 木质素的生物降解 高分子芳香族聚合物，存于植物组织细胞壁中 结构十分复杂，最难分解 由木质素降解菌先降解为芳香族化合物，再由多种微生物继续分解。 固体废物的堆肥化 堆肥化(Composting) 在控制条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，促进来源于生物的有机废物发生生物稳定作用，使可被生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。 堆肥 废物经过堆肥化处理，制得的成品叫做堆肥。 它是一类腐殖质含量很高疏松物质，也称腐殖土。废物经过堆制，体积一般只有原体积的50~70%。 堆肥产品质量要求 粒度 农用堆肥产品粒度≤ 12mm 山林果园用堆肥产品粒度≤ 50mm 含水率 ≤ 35% pH值 6.5~8.5 全氮 以N计，≥0.5% 堆肥产品质量要求 全磷 以P2O5计，≥1.0% 全钾 以K2O计，≥10% 有机质 以C计，≥10% 重金属含量 总镉≤3mg/kg 总汞≤5mg/kg 总铅≤100mg/kg 总铬≤300mg/kg 总砷≤30mg/kg 堆肥作用 土质松软，多孔隙，易耕作，增加保水性、透气性及渗水性，改善土壤的物理性能。 保住土壤养分．提高保肥能力。 螯合作用 缓冲作用 调节植物生长的作用，有助于根系发育和伸长 增加土壤中微生物数量 作为CO2的供给源 堆肥化系统分类 按堆制方式 间歇堆积法 连续堆积 按发酵所处状态 静态发酵法 动态发酵法 按堆制过程的氧程度 好氧法 厌氧法 好氧堆肥 什么是好氧堆肥？ 在有氧条件下，好氧菌对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多的生物体的过程。 好氧堆肥原理 有机物氧化 不含氮的有机物(CxHyOz)的氧化 含氮有机物(CsHtNuOv·aH2O)氧化 细胞质的合成(有机物的氧化、并以NH3作为氮源) 细胞质的氧化 好氧堆肥过程 中温阶段 (起始阶段) 不耐高温的细菌分解有机物中易降解的葡萄糖、脂肪和碳水化合物等，同时释放出热量使温度上升。温度可达15~40℃。 高温阶段 耐高温菌迅速繁殖，在供氧条件下，大部分较难降解的有面物(蛋白质、纤维等)继续氧化分解，同时释放出大量热能，使温度上升至60~70℃。 降温阶段(熟化阶段) 冷却后的堆肥，一些新的微生物借助残余有机物而生长，将堆肥过程最终完成。 堆