有机固体废弃物及废气微生物处理和其微生物群落.ppt

淮海工学院 计算机科学系 环境工程微生物学 第十一章 有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落 §11-1 有机固体废弃物的微生物处理及其微生物群落 一、概述 1、固体废物 2、分类 是指人类在生产、生活和消费等活动中产生的固态、半固态和高浓度液态丢弃物。 固体废物按成分可分为:有机物和无机物; 按形状可分为:固体的和泥状的; 按其危害状况可分为:有毒的、有害的和一般的; 按其来源可分为:工业的、农业的、生活的和混合的。 4、固废处理处置目标与原则 减量化、资源化、无害化、稳定化 5、处理方法 常规处理技术主要有4种：填埋、堆肥、焚烧和热解处理，前3种是长期以来的常用方法。 3、固体废物危害 侵占土地、污染水体、污染大气、污染土壤及农作物、影响市容环境卫生、传播疾病、危害健康，甚至产生其它的环境灾害。 表11-1-1 固体废物处理处置方法及其特点 热解处理是利用固体废弃物的热不稳定性，在无氧或缺氧的条件下受热分解的过程，即把固体废弃物中的能源转变为可贮存与可输送的燃料。 热解处理包括热解法(无氧)和气化法(缺氧)两种。 二、堆肥法 堆肥法过程虽然是20世纪才发展起来的科学技术，但原始的堆肥方式很早就出现了，在我国和印度等东方国家历史尤其悠久。如我国古籍《氾(Fán)胜之书》、《齐民要术》和《农书》等中对积肥制肥均作过较详细的阐述。 《齐民要术》:“至于粪溺，自然一处，不需扫除。” 《宝坻劝农书.粪壤》:“蒸粪者，农居空闲之地”，以茅草搭建粪屋，“檐务低，使蔽风雨。凡扫除之土，或燃烧之灰，簸扬之糠秕。断稿落叶，皆积其中，随即拴盖使气熏蒸糜烂。” 现代的堆肥技术是在原始的堆肥方式基础上发展起来的。1922年贝卡里采用密闭容器对有机物料进行厌氧发酵再通入空气进行好氧发酵的方法在意大利取得专利，并在意大利和法国广泛使用。 1925年印度人爱德华·霍华德将堆肥化推向系统化和工厂化，开发了用垃圾、人粪尿、污水污泥、树叶或秸秆等混合物料进行好氧发酵(堆肥)的班加罗法(Bangalore process)，将堆肥化技术向前推进了一大步。 1931年荷兰VAW公司在搅拌方法方面对班加罗法进行改进，采用起重抓斗车翻堆方式，并于1932年建立了范·曼奈法工艺堆肥厂。几乎同时，德国的Schweinfurt和瑞士Biel采用了固定式固定床法工艺对磨碎物料进行堆肥。1933年在丹麦出现了Dano(丹诺)堆肥装置，其装置实际上是一种卧式旋转圆筒生物反应器。此法广为西欧和日本采用。 20世纪70年代至80年代，由于城市生活垃圾的成分日趋复杂，特别是无机成分日益复杂化，限制了这些机械化程度高的堆肥工艺的推广与利用，堆肥技术曾一度被土地填埋与焚烧所替代。 进入80年代后期，由于可供填埋的土地资源日益紧张，焚烧垃圾二次污染严重，用堆肥化技术来处理各种有机废弃物又重新引起各国的关注与重视。 (一)堆肥法、堆肥化和堆肥 1、堆肥法(composting)指在控制条件下，利用微生物的生化作用，将废弃物中的有机物质分解、腐熟并转化成稳定腐殖土的微生物学过程。 2、堆肥(compost)指有机废弃物经过堆肥化处理，制得的成品。 它是堆肥化过程生物降解和转化的产物，是一类腐殖质含量高的疏散物质，故也称为腐殖土。 (二)好氧堆肥 1、好氧堆肥机理 好氧堆肥是在通气条件下，好氧微生物对废物进行吸收、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，而另一部分有机物则被合成自身细胞物质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多的生物体的过程。 淮海工学院 计算机科学系 2、堆肥发酵微生物 发酵的初期有中温好氧的细菌和真菌，分解碳水化合物、蛋白质和脂肪，同时散发热量，使温度升至50℃；好热性的细菌、放线菌和真菌分解纤维素和半纤维素。 温度升高至60℃，真菌停止活动，继续由好热的细菌和放线菌分解纤维素和半纤维素。 温度升高至70℃，致病菌和虫卵被杀死，此时，一般的嗜热高温细菌和放线菌也停止活动，堆肥腐熟稳定。 3、有机堆肥好氧分解要求 ① C∶N在25∶1～30∶1发酵最好，有机物含量若不够，可掺杂粪肥； ②有一定数量的氮和磷，可加速堆肥速率，增加成品的肥力； ③湿度适当，30℃时含水量应控制在45％，45℃时应在50％左右； ④氧要供应充分，通气量0.05～0.2m3/min·m2； ⑤嗜温菌发酵最适温度30～40℃，嗜热菌发酵最适温度55～60℃，5～7d能达到卫生无害化