第十一章 有机固体废物及废气的微生物处理及其微生物群落.ppt

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第一节有机固体废物的微生物处理及其微
生物群落固体废物是指人类在生产、生活过程市产生的对所有者不再具有使用价值而被废弃的固态和半固态物质，包括从废水、废气中分离出来的固体颗粒物质。
按来源可分为五类：固体废物对环境的危害

A.侵占土地B.污染土壤C.污染水体D.污染大气固体废物处理
是指通过一定的技术手段将固体废物转变成适于运输、利用、贮存或处置的过程、常用的处理技术包括物理处理、化学处理、生物处理、热处理等。
生物处理是指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质肥料、沼气或其他转化产品（如饲料蛋白、乙醇或糖类）等。从而达到固体废物无害化或综合利用的一种处理方法。目前，对于可生物降解的有机固体废物的处理，世界各同主要采用堆肥、卫生填埋、厌氧发酵等方法。
一、堆肥法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
目前好氧堆肥处理的物料主要有：垃圾；垃圾和粪水；垃圾和脱水污泥；脱水污泥。
垃圾的化学组分主要是纤维素、半纤维素、糖类、脂肪和蛋白质等。1.好氧堆肥机理
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。2.好氧堆肥发酵微生物
好氧堆肥发酵微生物有中温好氧的细菌和真菌；好热性的细菌、放线菌和真菌；嗜热高温细菌和放线菌。
来源主要有两方面：
①来自废物里面固有的大量的微生物种群，如在城市垃圾中一般的细菌数量在1014～1016个／kg；
②人工加入的特殊菌种。
微生物在堆肥中的作用于演替
①中温阶段
这是堆肥化过程的起始阶段，堆层基本呈15～45℃的中温，嗜温细菌、真菌和放线菌等嗜温性微生物较为活跃并利用堆肥中最容易分解的可溶性物质进行旺盛的生命活动而迅速增殖，释放出能量，使堆肥温度不断升高。②高温阶段
当堆温升至45℃以上时即进人高温阶段，在这一阶段，堆肥起始阶段的嗜温性微生物受到抑制甚至死亡，取而代之的是一系列嗜热性微生物。
高温对于堆肥的快速腐熟起着重要作用。在此阶段，堆肥开始形成腐殖质，并开始出现能溶解于弱碱的黑色物。一般认为，堆温在50～60℃、持续6～7d，可达到较好的杀灭虫卵和病原菌的效果。
20③降温阶段
亦称腐熟阶段，在内源呼吸后期，剩下的是木质素等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。温度逐渐下降，嗜温性微生物又逐渐占优势，对残余较难分解的有机物做进一步分解，腐殖质不断积累且稳定化。堆肥进入腐熟阶段。堆制升温高温降温腐熟233.有机堆肥好氧分解要求的条件4.好氧堆肥的优点5.堆肥工艺
堆肥工艺有：静态堆肥工艺、高温动态二次堆肥工艺、立仓式堆肥工艺、滚筒式堆肥工艺等。
①静态堆肥工艺：工艺简单，设备少、处理成本低，发酵周期50d。操作条件差。用人工翻动，第2、7、12d各翻动一次。在以后35d的腐熟阶段每周翻动一次，在翻动的同时可喷洒适量水以补充蒸发的水分。
②高温动态二次堆肥工艺：分两个阶段,前5-7d为动态发酵，机械搅拌，通气充足空气，好氧菌活性强，温度高，快速分解有机物。发酵7d绝大部分致病菌死亡。7d后用皮带将发酵半成品输送到另一车间进行静态二次发酵，垃圾进一步降解稳定，20-25d完全腐熟。
图11-2③立仓式堆肥工艺：立式发酵仓高10-15m、分隔6格。经分选、破碎后的垃圾由皮带输送至仓顶一格，受自重力和栅板的控制，逐日下降至下一格。一周全下降至底部，出料运送到二次发酵车间继续发酵使之腐熟稳定。从顶部至以下五格均通入空气，从顶部补充适量水，温度高，发酵过程极迅速，24h温度上升到50℃以上，70℃可维持3d，之后温度逐渐下降。图11-3④滚筒式堆肥工艺：又称达诺生物稳定法。滚筒直径2-4m、长度25-30m，滚筒转速0.4-2.0r/min。滚筒横卧稍倾斜。经分选、粉碎的垃圾送入滚筒，旋转滚筒垃圾随着翻动并向滚筒层部移动。在旋转过程中完成有机物生物降解、升温、杀菌等过程。5-7d出料。

图11-4(三)社区小型化微生物有机垃圾处理装置
近10年来，我国正在研究小型化有机垃圾微生物处理装置引进先进技术，现在上海除了有引进日本的处理装置外，还研制了日处理量100m3的有机垃圾微生物处理机。筛选、培养出具有高效分解性能的微生物菌种。小型有机垃圾微生物处理装置是好氧装置
分为两部分：前一部分由好氧微生物和兼性好氧微生物降解各