固体废物处理与处置(好氧堆肥).ppt

第五章固体废物的生物处理固体废物的生物处理是指直接或间接利用生物体的机能，对固体废物的某些组成进行转化以降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染，同时又生产有用物质的工程技术。第一节固体废物的好氧堆肥处理分类：根据堆肥化过程中氧气的供应情况可以把堆肥化过程分成两种。
1、好氧堆肥（高温堆肥）：在通气条件好，氧气充足的条件下通过好氧微生物的代谢活动降解有机物。
特点：一般在55～60℃时比较好，有时可高达80～90℃，堆制周期短，也称为高温堆肥或高温快速堆肥。
2、厌氧堆肥：是在氧气不足的条件下借助厌氧微生物发酵堆肥。
特点：堆制温度低，工艺较简单，成品堆肥中氮素保留比较多，但堆制周期较长，需3～12个月，异味浓烈，分解不够充分。合成堆制初期，15～45℃，嗜温性微生物利用堆肥中可溶性有机物进行旺盛繁殖。温度不断上升，此阶段以中温、需氧型微生物为主，如一些无芽孢细菌，真菌和放线菌。在目前的堆肥化设备中，此阶段一般在12小时以内。45℃以上，嗜热性微生物为主，复杂的有机物如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始被强烈分解。
50℃左右主要是嗜热性真菌和放线菌；
60℃时，几乎仅为嗜热性放线菌和细菌在活动；
70℃以上大多数嗜热性微生物不适应，大批死亡、休眠。

大多数微生物在45～65℃范围内最活跃，所以最佳温度一般为55℃，最易分解有机物，病原菌和寄生虫大多数可被杀死。微生物活性示意图在内源呼吸后期，只剩下部分较难分解的有机物和新形成的腐殖质，此时微生物的活性下降，发热量减少，温度下降。嗜温性微生物又占优势，腐殖质不断增多且稳定化，堆肥进入腐熟阶段，需氧量和含水量降低。
降温后，需氧量大大减少，含水率也降低。堆肥物孔隙增大，氧扩散能力增强，此时只须自然通风，最终使堆肥稳定，完成堆肥过程。2、好氧堆肥化反应机理②细胞物质的合成
（包括有机物的氧化以NH3为氮源）。n(CxHyOz)+NH3+(nx+ny/4-nz/2-5x)O2→C5H7NO2(细胞质)+(nx-5)CO2+1/2(ny-4)H2O+能量
③细胞物质的氧化C5H7NO2(细胞质)+5O2→5CO2+2H2O+NH3+能量好氧堆肥化能提供杀灭病原体所需要的热量，（病原体）细胞的热死主要是由于酶的热灭活所致。其依据的理论主要是热灭活理论。
热灭活有关理论指出：
(1)温度超过一定范围时，酶的活性将明显降低，大部分将呈变性（灭活）型。细胞会失去功能而死亡。
(2)热灭活作用是温度与时间两者的函数，即经历高温短时间或者低温长时间同样有效，如下表所示。
(3)在低温下，灭活是可逆的；而在高温下，则是不可逆的。
实际因素会限制热灭活效率，所以实际操作时，堆肥无害化温度—时间条件要比理论上更高一些。即在较高的温度维持较长时间，才能达到无害化要求。(1)来源和作用：有机废物里面固有的；人工加入的特殊菌种。在一定条件下对某些有机物废物具有较强的分解能力，活性强、繁殖快、分解力强，能加速反应进程，缩短反应时间。
(2)种类：①细菌：形体最小、数量最多，分解大部分的有机物并产生热量；②放线菌：分解纤维素、木质素、角质素和蛋白质等复杂有机物，散发泥土气息，如树皮报纸等硬物；③真菌：在堆肥后期与细菌竞争食物，更耐低温，部分真菌需氮比细菌低，能够分解木质素，细菌则不能；④微型生物：如轮虫、线虫、跳虫、潮虫、甲虫和蚯蚓，在堆肥中移动和吞食，消纳部分有机废物，增大表面积，并促进微生物的生命活动。5、影响堆肥化的因素（三）堆肥的基本工序3、后发酵（二次发酵）
将主发酵尚未分解的易分解和较难分解的有机物进一步分解，使之变成腐殖酸、氨基酸等较稳定的有机物，得到完全成熟的堆肥制品。也称为熟化阶段，堆肥过程的腐熟阶段，发酵时间通常在20～30天以上。
4、后处理
分选以去除杂物，并根据需要再破碎。
5、脱臭
化学除臭剂除臭、碱水和水溶液过滤、熟堆肥或活性炭、沸石等吸附剂过滤。例：土壤过滤器。
6、贮存
堆肥一般在春秋两季使用，夏冬两季生产的堆肥只能贮存，所以要建立可贮存6个月生产量的库房。贮存方式可直接堆存在二次发酵仓中或袋装，要求干燥而透气。（四）堆肥系统及主要技术环节1、条垛式系统
将堆肥物料以条垛式条堆状堆置，在好氧条件下进行发酵。垛的断面可以是梯形、不规则四边形或三角形。条垛式堆肥的特点是通过定期翻堆来实现堆体中的有氧状态。条垛式堆肥一次发酵周期为1～3个月。该堆肥过程由预处理、建堆、翻堆和储存4个工序组成。优缺点
优点：所需设备简单，投资相对较低；翻堆使堆肥易于干燥，填充剂易于筛分和回用；产品的稳定性相对较好。
缺点：占地面积大；堆腐周期长；需要大量的翻堆机械和人力；需要更频繁的监测，才能保证通气和温度要求；翻堆会造成臭味的散发，影响周围环境；运行操作受气候影响大，雨季会破坏堆体结构，冬