固体废物的生物处理-1课件.ppt
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- 固体废物 生物 处理 课件
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1、Treatment and Disposal of solid waste第第8 8章章 固体废物的生物处理固体废物的生物处理 固体废物生物处理技术的实质是生物转化技术,它是指人类通过各种手段,利用微生物所具有的巨大的氧化分解有机物并使之转化为无机物的生物能,实现可生化降解固体有机物的稳定化、资源化和减量化。 【固体废物生物处理固体废物生物处理】【堆肥化堆肥化(composing)】 四层含义:四层含义: 原料是来自生物固体有机物原料是来自生物固体有机物(Bio-mass);); 过程为人工控制而非自然腐化;过程为人工控制而非自然腐化; 作用的实质是生物化学过程;作用的实质是生物化学过程; 产
2、物是稳定的腐殖质。产物是稳定的腐殖质。 在人工控制的条件下,依靠自然界中广泛分布的细菌、放线菌。真菌等微生物,人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物学过程。 堆肥化产物即为堆肥,即:人工腐殖质 有机固体废物经过堆肥化处理得到的成品,主要由疏松多孔的高含量腐殖质组成。 堆肥中的腐殖质可改善土壤的物理、化学和生物特性,增进化肥肥效,保持土壤环境适于农作物的良好状态。 【堆肥(堆肥(compost)】Fig:美國佛羅里達州的堆肥 【堆肥的作用堆肥的作用】 改善土壤物理性状:使土质松软、多孔隙;增加 保水性、透气性及渗水性 提高土壤肥力:增加有机质,提高带负电荷的腐 殖质含量 其中含有
3、的某些组分能通过螯合作用抑制对生物 生不利的活性铝与磷酸结合。 增加土壤中微生物的数量,改善作物根系微生物 条件,促进作物生长和对养分的吸收。腐殖质成 分促进植物根系的伸长和增长G意义:意义: 对固体废物进行消纳处理,实现可降解有机固废的三化;促进人类社会与自然界物质循环,改良土壤,保护农田;回收沼气、生产堆肥,合成微生物蛋白质和葡萄糖等。J前景:前景: 城市生活垃圾、淤泥、人畜粪便和农业秸杆等固体废物中含有丰富的生物固体有机物,来源广泛,数量庞大,在当前世界性自然资源和能源严重短缺情况下,开发固体废物生物处理技术,回收和利用固体废物中所蕴含的大量有用物质及能源意义深远,前景广阔。好氧堆肥(高
4、温堆肥)好氧堆肥(高温堆肥): 在通风条件下和有游离氧存在情况下,依靠好氧微生物(即好氧细菌)的分解发酵过程。 厌氧堆肥:沼气发酵或甲烷发酵厌氧堆肥:沼气发酵或甲烷发酵 有机物在无氧条件下经厌氧菌分解转化为甲烷的过程。一般在一般在5560时比较好,有时可高达时比较好,有时可高达8090,堆制周期短,也称为高温堆肥或高温快速堆肥堆制周期短,也称为高温堆肥或高温快速堆肥 。堆制温度低,工艺较简单,成品堆肥中氮素保留比较多,堆制温度低,工艺较简单,成品堆肥中氮素保留比较多,但堆制周期过长,需但堆制周期过长,需312个月,异味浓烈,分解不够充个月,异味浓烈,分解不够充分。分。f 原料来源:原料来源:
5、可用作堆肥化处理的废物种类很多,来源广泛如:城市生活垃圾、农业秸杆、锯末、树皮、污泥及厌氧发酵残渣等。目前,我国堆肥化原料主要是两类: 生活垃圾+粪便或生活垃圾+生活污泥农业秸杆+粪便第一节第一节 固体废物的好氧堆肥处理固体废物的好氧堆肥处理 合成合成(同化作用同化作用)氧化氧化堆肥有机物堆肥有机物(含含C、H、O、N 、S 、P),氧,微生物,氧,微生物细胞物质细胞物质(微生物繁殖微生物繁殖)CO2,H2O,NH3 ,PO42-,SO42-能量能量随水或气随水或气体排入环境体排入环境释放能量释放能量转化为热转化为热供生物合成用供生物合成用(异化作用异化作用)+腐殖物质腐殖物质+Fig: 好氧
6、堆肥作用原理好氧堆肥作用原理(一)基本原理(一)基本原理Fig: 堆肥过程中温度的变化(二)从废物堆积到腐熟的好氧微生物生化过程(二)从废物堆积到腐熟的好氧微生物生化过程通常都是根据堆层温度变化为主要标志,分下列若干段:微微生生物物活活性性示示意意图图微生物在高温阶段的生长过程细分为:对数生长期、减速生长期微生物在高温阶段的生长过程细分为:对数生长期、减速生长期 和内源呼吸期。此后,堆积层内开始发生腐殖质的形成过程。和内源呼吸期。此后,堆积层内开始发生腐殖质的形成过程。0 0时间时间对数增长期对数增长期减速增长期减速增长期内源呼吸期内源呼吸期1.微生物活性微生物活性2.O2利用率利用率作用:作
7、用:维持好氧微生物的生物活性; 带走水蒸气,干化物料; 调节发酵仓内堆层的温度等。通风方式:通风方式:自然通风、堆层内置通风管、机械翻堆 通风、强制通风等控制方法:控制方法:利用需氧量与堆肥物料水分和堆层温度 密切相关性;通常用堆层温度变化堆层温度变化来控 制通风量;氧浓度氧浓度:8%18% (三)好氧堆肥化过程技术参数及控制(三)好氧堆肥化过程技术参数及控制1、供氧量、供氧量 堆肥原料中的水分既可参与维持微生物生长代谢活动又可调节堆肥温度,因此是基本条件之一。 堆肥最适宜的含水率范围是50-60%(质量分数),以55%为最佳,此时微生物分解速率最快。 当含水率20%,微生物活动基本停止;70
8、%时,水分将充满物粒间隙,堆层内空气量降低,由好氧状态向厌氧转化,温度剧降,并产生恶臭气体。高含水率原料可机械压缩脱水或加入稻草、木屑等吸水物;低含水率原料可添加污水、污泥等。2. 含水率及其控制含水率及其控制 温度决定着微生物活性大小和堆肥化进程快慢,温度太低,不仅不利于有机质氧化分解和微生物新陈代谢,而且也达不到热灭活(即高温杀灭虫卵、病原菌和寄生虫等)的无害化要求,故一般采用好氧高温堆肥。但是,当温度超过70时,堆肥中的放线菌等有益细菌(存活于植物根部周围使植物茁壮成长)将被杀灭,孢子量不活动状态,分解速度减慢。故堆肥化适宜温度为故堆肥化适宜温度为55-60 。 3. 仓内温度及其控制仓
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