有机固体废物与废气的微生物处理课件.ppt
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- 有机 固体废物 废气 微生物 处理 课件
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1、有机固体废物与废气的微生物处理及其微生物群落内容提示 有机固体废物好氧和厌氧堆肥是依靠自然界广泛分第一节 有机固体废物的微生物处理及其微生物群落第二节 第一节 有机固体废物的微生物处理及其微生物群落 有 将固体废物充分利用,废弃包装纸、塑料袋、废旧纸张和 当前各国城市的固体废物采用的处置和处理方法主要有:焚 一、堆肥法 堆肥法是一种古老的微生物处理有机固体废 (二)好氧堆肥 目前好氧堆肥处理的物料:垃圾表 1 1 3 粪水的理化性质表 1 1 4 污水处理厂脱水 好氧堆肥是在通气条件下,好氧微生物分解大分子有机固体图1 1-1 有机堆肥好氧分解过程 好氧堆肥分解过程好好 氧氧 堆堆 肥肥 生生
2、 产产 车车 间间 堆肥发酵堆肥发酵 堆肥及翻堆机堆肥及翻堆机 好 氧 堆 肥 生 产 车 间 堆肥发酵 好好 氧氧 堆堆 肥肥 中中 试试 过过 程程 污泥堆肥成品供应给园林所栽培植物试验用污泥堆肥成品供应给园林所栽培植物试验用 已腐熟堆肥已腐熟堆肥 脱水污泥脱水污泥 1.脱水污泥脱水污泥 2.已腐熟堆肥已腐熟堆肥 高效菌(高效菌(HEM)12 发酵车间全貌发酵车间全貌 堆肥待出料堆肥待出料 堆肥正在出料堆肥正在出料 好 氧 堆 肥 中 试 过 程污泥堆肥成品供应给园林所栽培植 2.好氧堆肥发酵微生物 好氧堆肥发酵微生物 堆肥中的微生态系是临时组成。根据好氧堆肥试验经验,在建堆时喷洒H E
3、M菌(高温高效有 3.有机堆肥好氧分解要求的条件 (1)碳氮比 (5)最适温度:嗜温菌发酵最适温度3 0 4 0,嗜 4.4.好氧堆肥的优点好氧堆肥的优点 好氧堆肥分解有机物快,产热量大,堆肥升温快而能保持好氧堆肥分解有机物快,产热量大,堆肥升温快而能保持高温时间长,可有效杀死致病微生物和虫卵。高温时间长,可有效杀死致病微生物和虫卵。腐熟速率快,腐熟程度高,腐熟速率快,腐熟程度高,除臭效果好除臭效果好,异臭物质如异臭物质如氨氨、硫化氢硫化氢和和硫醇硫醇在好氧条件下在好氧条件下转化为无臭味的氧化物转化为无臭味的氧化物NONO3 3-和和SOSO4 42-2-,堆肥成品无臭味。,堆肥成品无臭味。肥
4、效好,达到城镇垃圾农用控制标准值,见表肥效好,达到城镇垃圾农用控制标准值,见表11-511-5。发酵周期短,一次和二次发酵时间发酵周期短,一次和二次发酵时间20d20d左右,堆肥基本稳定。左右,堆肥基本稳定。表表11-5 11-5 垃圾堆肥成品肥效测定结果(垃圾堆肥成品肥效测定结果(20032003年中试结果)年中试结果)4.好氧堆肥的优点 好氧堆肥分解有机物快,5.5.好氧堆肥工艺好氧堆肥工艺静态堆肥工艺静态堆肥工艺 高温动态二次堆肥工艺高温动态二次堆肥工艺 立仓式堆肥工艺立仓式堆肥工艺 滚筒式堆肥工艺等滚筒式堆肥工艺等 好氧堆肥工艺好氧堆肥工艺 5.好氧堆肥工艺静态堆肥工艺 (1)(1)静
5、态堆肥工艺:静态堆肥工艺见图静态堆肥工艺:静态堆肥工艺见图11-211-2,工艺简单,设,工艺简单,设备少,处理成本低。发酵周期备少,处理成本低。发酵周期50d50d。操作条件差。用人工翻动,。操作条件差。用人工翻动,第第2 2、7 7、12d12d各翻动一次。在以后各翻动一次。在以后35d35d的腐熟阶段每周翻动一次。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。在翻动的同时可喷洒适量水以补充蒸发的水分。5.好氧堆肥工艺 (1)静态堆肥工艺:静 (2)(2)高温动态二次堆肥工艺:高温动态二次堆肥工艺:高温动态二次堆肥见图高温动态二次堆肥见图11-311-3,分两个阶段:,
6、分两个阶段:初发酵:初发酵:前前5 57d7d为动态发酵,机械搅拌,通入充足空气为动态发酵,机械搅拌,通入充足空气 ,好好氧菌活性强,温度高,快速分解有机物。发酵氧菌活性强,温度高,快速分解有机物。发酵7d7d绝大部分致病菌死绝大部分致病菌死亡。亡。静态二次发酵:静态二次发酵:7d7d后用皮带将发酵半成品输送到另一车间进行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,静态二次发酵,垃圾进一步降解稳定,202025d25d完全腐熟。完全腐熟。图图11-3 11-3 高温动态二次堆肥工艺高温动态二次堆肥工艺 1.1.吊车吊车 2.2.抛料翻堆机抛料翻堆机 3.3.进料皮带
7、运输机进料皮带运输机 4.4.供气管供气管 5.5.出料皮带运输机出料皮带运输机 (2)高温动态二次堆肥工艺:高温动态二次堆肥 (3)(3)立仓式堆肥工艺:立仓式堆肥工艺:立式发酵仓高立式发酵仓高101015m15m,分隔六格,分隔六格,见图见图11-411-4。经分选、破碎后的垃圾由皮。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。从顶部至以下五格发酵使之腐熟稳定。从顶部至以下五格均通入空气,从
8、顶部补充适量水,温度均通入空气,从顶部补充适量水,温度高,发酵极迅速,高,发酵极迅速,24h24h温度上升到温度上升到5050以上,以上,7070可维持可维持3d3d。之后温度逐渐下。之后温度逐渐下降。降。该工艺该工艺优点:优点:占地少,升温快,垃占地少,升温快,垃圾分解彻底,运行费用低。圾分解彻底,运行费用低。缺点:缺点:水分分布不均匀。水分分布不均匀。图图 11-4 11-4 立仓式堆肥工艺简图立仓式堆肥工艺简图 (3)立仓式堆肥工艺:立式发酵仓高1 0 1 (4)(4)滚筒式堆肥工艺:滚筒式堆肥工艺:滚筒式堆肥工艺称滚筒式堆肥工艺称“达诺达诺”生物稳定法。见图生物稳定法。见图11-511
9、-5。滚筒。滚筒直径直径2 24m4m,长度,长度151530m30m,滚筒转速,滚筒转速0.40.42.0r/min2.0r/min。滚筒横卧。滚筒横卧稍倾斜。经分选稍倾斜。经分选 、粉碎的垃圾送入滚筒,旋转滚筒垃圾随着翻、粉碎的垃圾送入滚筒,旋转滚筒垃圾随着翻动并向滚筒尾部移动。在旋转过程中完成有机物生物降解、升动并向滚筒尾部移动。在旋转过程中完成有机物生物降解、升温、杀菌等过程。温、杀菌等过程。5 57d7d出料。出料。图图 11-5 11-5 滚筒堆肥工艺简图滚筒堆肥工艺简图 以上的处理方法处理量大,如果管理不善,其渗滤液可能污染以上的处理方法处理量大,如果管理不善,其渗滤液可能污染土
10、壤和地下水。土壤和地下水。(4)滚筒式堆肥工艺:滚筒式堆肥工艺称 (三)(三)社区小型化微生物有机垃圾处理装置社区小型化微生物有机垃圾处理装置 小型化有机垃圾微生物处理装置是新型的生活垃圾处理方法。小型化有机垃圾微生物处理装置是新型的生活垃圾处理方法。日本研究和应用较早,生产了供社区使用的和家庭使用的生活垃圾日本研究和应用较早,生产了供社区使用的和家庭使用的生活垃圾处理装置和特效的微生物菌种。近处理装置和特效的微生物菌种。近1010年来,我国也在研究,在上海年来,我国也在研究,在上海除有引进日本的处理装置外,还研制了日处理量除有引进日本的处理装置外,还研制了日处理量0.1t0.1t、0.2 t
11、0.2 t、0.5t0.5t、1t1t和和2t2t等规格的有机垃圾微生物处理机。筛选、培养出具有等规格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,为全自动处理装置。高效分解性能的微生物菌种,为全自动处理装置。在社区使用小型有机垃圾微生物处理装置可及时将居民的生活在社区使用小型有机垃圾微生物处理装置可及时将居民的生活垃圾在源头就被彻底分解,无害化,有利环境保护,并制造有机肥垃圾在源头就被彻底分解,无害化,有利环境保护,并制造有机肥料。这是一种有前途的装置,环境效益大,但投资成本高。料。这是一种有前途的装置,环境效益大,但投资成本高。(三)社区小型化微生物有机垃圾处理装置 小
12、型化有 小型化有机垃圾微生物处理装置是好氧装置,一般有两部分:小型化有机垃圾微生物处理装置是好氧装置,一般有两部分:前一部分由好氧微生物和兼性好氧微生物降解各种有机物,并前一部分由好氧微生物和兼性好氧微生物降解各种有机物,并部分无机化。部分无机化。第二部分是高温燃烧除臭装置。第二部分是高温燃烧除臭装置。整个工艺历时整个工艺历时24h24h,完成垃圾发酵和稳定化的过程。高性能的,完成垃圾发酵和稳定化的过程。高性能的微生物处理装置是将两部分功能集合在一个装置中,利用多种分解微生物处理装置是将两部分功能集合在一个装置中,利用多种分解功能的微生物和除臭微生物合理组合,自动调节,功能的微生物和除臭微生物
13、合理组合,自动调节,24h24h完成两种功完成两种功能,垃圾腐熟稳定化。对投入的垃圾在能,垃圾腐熟稳定化。对投入的垃圾在121224h24h内可减量内可减量9595。小型化有机垃圾微生物处理装置是好氧装置,一般有两部分 微生物菌种微生物菌种 有机垃圾微生物处理装置所用的菌种都是经人工筛选、培育有机垃圾微生物处理装置所用的菌种都是经人工筛选、培育的多种高效生理功能的微生物。的多种高效生理功能的微生物。混合微生物群体混合微生物群体:分解糖类、蛋白质、脂肪、骨头、蟹壳、分解糖类、蛋白质、脂肪、骨头、蟹壳、蛋壳等。蛋壳等。氨化微生物氨化微生物:将氨基酸的氨基脱下。将氨基酸的氨基脱下。亚硝化细菌亚硝化细
14、菌:氧化氨为亚硝酸盐。氧化氨为亚硝酸盐。硝化细菌硝化细菌:氧化亚硝酸盐为硝酸盐。氧化亚硝酸盐为硝酸盐。氧化硫细菌氧化硫细菌:将将H H2 2S S氧化为硫酸盐。氧化为硫酸盐。亚硝化细菌、硝化细菌和硫细菌是属除臭细菌,由嗜温菌和亚硝化细菌、硝化细菌和硫细菌是属除臭细菌,由嗜温菌和嗜热菌组合。生产用的菌种都由开发商提供。菌种一次投入可使嗜热菌组合。生产用的菌种都由开发商提供。菌种一次投入可使用用3 36 6个月,半年清料一次,留少量腐熟物,再添加少量菌种继个月,半年清料一次,留少量腐熟物,再添加少量菌种继续发酵。半年后清料,重新投加新菌种。续发酵。半年后清料,重新投加新菌种。微生物菌种 有机垃圾微
15、生物处理装置所用的菌种 (四四)厌氧堆肥厌氧堆肥 厌氧堆肥的原理和废水厌氧消化原理相同。不同的是:废水厌厌氧堆肥的原理和废水厌氧消化原理相同。不同的是:废水厌氧消化是氧消化是液体发酵液体发酵,厌氧堆肥是,厌氧堆肥是固体发酵固体发酵,其发酵过程如下所示:,其发酵过程如下所示:有机物质有机物质+厌氧菌厌氧菌+二氧化碳二氧化碳+水水甲烷甲烷+氨氨+脂肪酸脂肪酸+乙醛乙醛+硫醇硫醇+硫化氢硫化氢 有机固体废物经分选和粉碎以后,进入厌氧处理装置,在兼性有机固体废物经分选和粉碎以后,进入厌氧处理装置,在兼性厌氧微生物和厌氧微生物的水解酶作用下,将大分子降解为小分子厌氧微生物和厌氧微生物的水解酶作用下,将大
16、分子降解为小分子的有机酸、腐殖质和的有机酸、腐殖质和CHCH4 4、COCO2 2、NHNH3 3、H H2 2S S等。等。厌氧堆肥的产甲烷过程与废水甲烷发酵一致,也分厌氧堆肥的产甲烷过程与废水甲烷发酵一致,也分三个阶段三个阶段。(四)厌氧堆肥 厌氧堆肥的原理和废水厌氧消化原理 厌氧分解后的产物中含许多喜热细菌和对环境造成严重的厌氧分解后的产物中含许多喜热细菌和对环境造成严重的污染的物质,其中含有脂肪酸污染的物质,其中含有脂肪酸 、氨、乙醛、硫醇(酒味)、硫、氨、乙醛、硫醇(酒味)、硫化氢等有害混合物。还需要有除臭装置加除臭细菌将有害物质化氢等有害混合物。还需要有除臭装置加除臭细菌将有害物质
17、去除。去除。参与厌氧堆肥的微生物参与厌氧堆肥的微生物有兼性厌氧的水解产酸菌和厌氧的有兼性厌氧的水解产酸菌和厌氧的产甲烷菌,厌氧脱氨、脱硫菌等。由于有机物分解不彻底,其产甲烷菌,厌氧脱氨、脱硫菌等。由于有机物分解不彻底,其产热量比好氧发酵的低。因此堆肥的温度最高在产热量比好氧发酵的低。因此堆肥的温度最高在50506060。厌氧分解后的产物中含许多喜热细菌和对环境造成严重的 二、垃圾和脱水污泥卫生填埋及其渗滤液二、垃圾和脱水污泥卫生填埋及其渗滤液 处置处置 卫生填埋法是在堆肥法的基础上发展起来的,其处理原理与厌卫生填埋法是在堆肥法的基础上发展起来的,其处理原理与厌氧堆肥原理相同,在其中起发酵作用的
18、微生物以兼性厌氧微生物和氧堆肥原理相同,在其中起发酵作用的微生物以兼性厌氧微生物和厌氧微生物为主,其表层有好氧微生物。厌氧微生物为主,其表层有好氧微生物。填埋场选址通常在市郊,底部要铺水泥层,以防止渗滤液渗漏填埋场选址通常在市郊,底部要铺水泥层,以防止渗滤液渗漏到地下水。有机固体废物一层一层倒入填埋场,压实,按一定路径到地下水。有机固体废物一层一层倒入填埋场,压实,按一定路径铺设排气管以收集甲烷气体。底部铺设渗滤液收集管,以便排放到铺设排气管以收集甲烷气体。底部铺设渗滤液收集管,以便排放到渗滤液处理场处理。渗滤液处理场处理。二、垃圾和脱水污泥卫生填埋及其渗滤液 废物的成分复杂,有机物及无机物均
19、有。有地面水流入和雨水废物的成分复杂,有机物及无机物均有。有地面水流入和雨水冲刷将经微生物厌氧发酵产生的可溶性有机物溶出,形成数量大的冲刷将经微生物厌氧发酵产生的可溶性有机物溶出,形成数量大的渗滤液,将其排出另行处理。填埋的废物分解速率较慢,一般经渗滤液,将其排出另行处理。填埋的废物分解速率较慢,一般经5 5年发酵产气,被填埋的有机固体废物要经年发酵产气,被填埋的有机固体废物要经5 51010年才能完全腐殖化年才能完全腐殖化和稳定化。和稳定化。渗滤液的化学组分复杂,含有大量有机酸,渗滤液的化学组分复杂,含有大量有机酸,其其CODCODcrcr和氨氮含和氨氮含量高,还含有重金属,处理难度大。采用
20、厌氧缺氧好氧生物处量高,还含有重金属,处理难度大。采用厌氧缺氧好氧生物处理,再用化学混凝剂混凝、沉淀等综合方法处理垃圾渗滤液,可获理,再用化学混凝剂混凝、沉淀等综合方法处理垃圾渗滤液,可获得净化程度较高的出水水质。得净化程度较高的出水水质。废物的成分复杂,有机物及无机物均有。有地面水流入和雨第二节第二节 废气的生物处理废气的生物处理 大气中的废气来源很多:有各类化工厂、化纤厂、石油化工、大气中的废气来源很多:有各类化工厂、化纤厂、石油化工、发电厂、垃圾焚烧厂等的废气和汽车尾气,污水处理厂和垃圾处理发电厂、垃圾焚烧厂等的废气和汽车尾气,污水处理厂和垃圾处理厂均产生臭气。在塑料、橡胶加工、油漆生产
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