固體廢棄物的生化處理學(xué)(已修改)
2025-05-12 22:20 本頁(yè)面
【正文】 第三章：固體廢棄物的生化處理 Biological Conversion Technologies of Solid Wastes 生活垃圾 中 50~60%是有機(jī)物，會(huì)腐爛變質(zhì)，釋放臭氣，污染環(huán)境；會(huì)孳生蚊蠅，危害健康 糞便、污水廠污泥 大部分是有機(jī)物，堆放過(guò)程中會(huì)釋放污染物，污染環(huán)境 農(nóng)業(yè)廢棄物 基本上全是有機(jī)物，傾倒水體中會(huì)釋放污染物；焚燒會(huì)污染大氣 有機(jī)物是固體廢物污染的重要來(lái)源 有機(jī)污染物有必要進(jìn)行治理 有機(jī)污染物通常是可生物降解的 生物處理是一種很好的途徑 ?原理 : ? 微生物降解技術(shù) :依靠 自然界 廣泛分布的微生物的作用 ,通過(guò)生物轉(zhuǎn)化 (氧化、分解 有機(jī)固廢 )將 有機(jī)固廢中易于生物降解的有機(jī)組分轉(zhuǎn)化為 腐殖肥料 、 沼氣或 其它 化學(xué)轉(zhuǎn)化品 。（塑料蛋白、乙醇或糖類）從而達(dá)到固廢無(wú)害化的一種處理方法。 ? 目前主要包括： 好氧堆肥技術(shù) 、 厭氧發(fā)酵技術(shù) 此外還有： 廢物養(yǎng)殖蚯蚓 167。 31 堆肥法（ Compost） 原料 ? 傳統(tǒng)： 秸稈、落葉、野草和禽畜糞便堆積發(fā)酵制作肥料。 本世紀(jì) 20年代后：生活垃圾、污水污泥、人和禽畜糞便以及農(nóng)林廢物等 工藝 ? 傳統(tǒng) :手工操作和自然堆積方式，并依靠自發(fā)的生物轉(zhuǎn)化作用，發(fā)酵周期長(zhǎng)，處理量小 ? 本世紀(jì) 20年代后；出現(xiàn)了機(jī)械堆制技術(shù) 一、 堆肥化概念及發(fā)展過(guò)程 堆肥化定義 ?堆肥化（ posting)是在 控制條件下 ，使來(lái)源于生物的有機(jī)廢物，發(fā)生生物穩(wěn)定作用(Biostablization)的過(guò)程。 ?注意： ? 堆肥原料來(lái)自生物界 ； ? 堆制過(guò)程需在人工控制下進(jìn)行 。 ? 堆制過(guò)程的實(shí)質(zhì)是生物化學(xué)過(guò)程。 ? 體積一般只有原體積積 50一 70％。 ２、堆肥化發(fā)展過(guò)程 農(nóng)業(yè)廢棄物、落葉、雜草、糞便 厭氧堆肥化 城市生活垃圾 垃圾成分動(dòng)植物殘余、灰渣 好氧堆肥化、機(jī)械化堆肥 垃圾產(chǎn)生速度快、產(chǎn)生量大 堆肥廠停產(chǎn)倒閉 工業(yè)革命，工業(yè)制成品及有害物混入垃圾中 堆肥化技術(shù)又開(kāi)始回升 填埋、焚燒缺陷，分類收集、分選技術(shù)發(fā)展 ? 兩個(gè)相關(guān)概念 堆肥：廢物經(jīng)過(guò)堆肥化處理，制得的成品叫做堆肥(post)。 腐殖土：堆肥是一類腐殖質(zhì)含量很高的疏松物質(zhì)，故也稱為 “ 腐殖土 ” 。 ?分類 按堆制方式： 間歇堆積法、連續(xù)堆積法 按原料發(fā)酵所處狀態(tài)： 靜態(tài)發(fā)酵法、動(dòng)態(tài)發(fā)酵法 按堆制過(guò)程的需氧程度： 好氧法 、 厭氧法 二、堆肥化概述 ?關(guān)于好氧法、厭氧法 ? 好氧堆肥系統(tǒng)溫度一般為 50一 65℃ ，最高可達(dá)80一 90℃ ，堆制周期短，故也稱為高溫快速堆肥。 ? 厭氧堆肥 ， 空氣與發(fā)酵原料隔絕， 堆制溫度低，工藝比較簡(jiǎn)單，成品堆肥中氮素保留比較多 ，但堆制周期過(guò)長(zhǎng)，、需 3— 12個(gè)月，異味濃烈，分解不夠充分。 好氧法堆肥原理 好氧法制堆肥是以好氧菌為主對(duì)廢物進(jìn)行吸收、氧化、分解 。微生物通過(guò)自身的生命活動(dòng)， 把一部分被吸收的有機(jī)物氧化成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物 ，并放出生物生長(zhǎng)活動(dòng)所需要的能量，把另一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化合成為新的細(xì)胞物質(zhì) ，使微生物生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生更多生物體。 三、堆肥原料與堆肥微生物 1．堆肥原料 含碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)較多的固廢 ? 人和禽畜糞便 ，已經(jīng)經(jīng)過(guò)胃腸系統(tǒng)的充分消化，一般顆粒較小，合有大量低分子化合物 —— 人和動(dòng)物未吸收消化的中間產(chǎn)物，含水量較高，可直接用作原料。 ? 有機(jī)污泥 富含微生物生活繁殖所需的營(yíng)養(yǎng)成分 (表 9— 1)，是堆肥的良好原料。 ? 農(nóng)林廢物 均富含碳素，但有的因含纖維素、半纖維素類物質(zhì)；有的因表面布有眾多毛孔而其有疏水性，處理困難，故均需作預(yù)處理 ? 生活垃圾 中，不可堆腐的物質(zhì)較多，需通過(guò)預(yù)處理，適當(dāng)排除，才能用作堆肥原料。 2．堆肥微生物 嗜溫菌和嗜熱菌。繁殖的溫度范圍列于下表。 菌 類 最低溫度 適 宜 最高溫度 嗜溫菌 1525℃ 2540℃ 43℃ 嗜熱菌 2545℃ 4550℃ 85℃ 嗜溫菌 (細(xì)菌 、 放線菌 、 酵母菌 )： 吃糖類 、淀粉； 嗜熱菌 (細(xì)菌、真菌 ) ：吃脂類、蛋白質(zhì)、纖維。 1。堆肥過(guò)程描述 (1)起始階段： 堆制初期，堆層呈中溫 (15— 45℃) 。此時(shí)， 嗜溫性微生物活躍， 利用可溶性物質(zhì)糖類、淀粉不斷增殖，在轉(zhuǎn)換和利用化學(xué)能的過(guò)程中產(chǎn)生的能量超過(guò)細(xì)胞合成所需的能量，加上物料的保溫作用， 溫度不斷上升。 四、堆肥過(guò)程 （ 3）熟化階段 冷卻后的堆肥，一些新的微生物借助參與有機(jī)物（包括死掉的細(xì)菌殘?bào)w）而生長(zhǎng)，將堆肥過(guò)程最終完成。 （ 2）高溫階段 嗜熱性微生物 迅速繁殖，在供養(yǎng)條件下，大部分較難降解的有機(jī)物（蛋白質(zhì)、纖維等）繼續(xù)氧化分解，同時(shí)釋放能量，溫度 6070度； 有機(jī)物分解完畢，養(yǎng)料減少， 嗜熱性微生物 停止活動(dòng)，當(dāng)溫度穩(wěn)定在 40度左右，堆肥基本達(dá)到穩(wěn)定，形成腐殖質(zhì)。 2
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