微生物在固体废物和大气污染治理中的应用课件.pptx
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- 微生物 固体废物 大气污染 治理 中的 应用 课件
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1、微生物在固体废物和大气污微生物在固体废物和大气污染治理中的应用染治理中的应用13.1 固体废物的生物处理固体废物的生物处理 固体废物固体废物是指人类在生产、生活过程是指人类在生产、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。废气中分离出来的固体颗粒物质。1.按来源可按来源可分为五类分为五类:NoImageNoImage工业固体废物工业固体废物农业固体废物农业固体废物矿业固体废物矿业固体废物城市垃圾城市垃圾放射性废物放射性废物2.固体废物对环境的危害固体废物对
2、环境的危害A.侵占土地侵占土地 B.污染土壤污染土壤塑料垃圾残留塑料垃圾残留3.9克克/亩亩玉米减产玉米减产 11%13%小麦减产小麦减产 9%16%大豆减产大豆减产 5.5%9%蔬菜减产蔬菜减产 14.4%54.9%C.污染水体污染水体D.污染大气污染大气NoImage 有害气体如有害气体如SO2,NH3,CH4和粉尘等和粉尘等3.固体废物处理固体废物处理 是指通过一定的技术手段将固体废物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程、常用的处理技术包括物理处理、化学物理处理、化学处理、生物处理、热处理处理、生
3、物处理、热处理等。等。生物处理是指依靠自然界广泛分布的生物处理是指依靠自然界广泛分布的微生物的作用,微生物的作用,通过生物转化通过生物转化,将固体废,将固体废物中易于生物降解的物中易于生物降解的有机组分有机组分转化为腐殖转化为腐殖质肥料、沼气或其他转化产品(如饲料蛋质肥料、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。无害化或综合利用的一种处理方法。根据处理过程中起作用的微生物对氧气需求根据处理过程中起作用的微生物对氧气需求的不同,生物处理可分为的不同,生物处理可分为好氧生物处理好氧生物处理和和厌氧生厌氧生物
4、处理物处理两大类。两大类。好氧生物处理是一种在好氧生物处理是一种在提供游离氧提供游离氧的条件下,的条件下,主要利用好氧微生物使有机物降解并稳定化的生主要利用好氧微生物使有机物降解并稳定化的生物处理方法。厌氧生物处理是在物处理方法。厌氧生物处理是在没有游离氧没有游离氧的条的条件下。主要依赖厌氧微生物对有机物进行降解并件下。主要依赖厌氧微生物对有机物进行降解并稳定化的一种生物处理方法。稳定化的一种生物处理方法。目前,对于可生物降解的有机固体废物目前,对于可生物降解的有机固体废物的处理,世界各同主要采用的处理,世界各同主要采用堆肥、卫生填堆肥、卫生填埋、厌氧发酵埋、厌氧发酵等方法。等方法。近近10年
5、来,我国正在研究小型化有机垃年来,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,还研制海除了有引进日本的处理装置外,还研制了日处理量了日处理量100m3的有机垃圾微生物处理机。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筛选、培养出具有高效分解性能的微生物菌种。菌种。13.1.1 堆肥法堆肥法 堆肥法堆肥法是指在人工控制条件下,利用自然是指在人工控制条件下,利用自然界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生物将固体废物中可生物降解的有机组分分物将固体废物中可生物降解的有
6、机组分分解,向比较稳定的腐殖质进行解,向比较稳定的腐殖质进行生化转化的生化转化的微生物过程。微生物过程。适用于堆肥法处理的废物主要有城市垃圾、适用于堆肥法处理的废物主要有城市垃圾、粪便、城市污水及某些工业废水处理过程粪便、城市污水及某些工业废水处理过程中产生的污泥、农林废物等。中产生的污泥、农林废物等。根据堆肥化过程中微生物对氧气的需求情况不同,根据堆肥化过程中微生物对氧气的需求情况不同,可区分为可区分为好氧堆肥和厌氧堆肥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,通常好氧助好氧微生物的生命活动降解有
7、机物,通常好氧堆肥堆温高,一般在堆肥堆温高,一般在5560,极限可达,极限可达80一一90所以所以好氧堆肥也称高温堆肥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。借助厌氧微生物进行的一种发酵堆肥。现代化的现代化的堆肥工艺基本上都是好氧堆肥。堆肥工艺基本上都是好氧堆肥。(1)好氧堆肥原理好氧堆肥原理 与污水生物处理相似,但堆肥处理只进与污水生物处理相似,但堆肥处理只进行到腐熟阶段,并不需有机物的彻底氧化分行到腐熟阶段,并不需有机物的彻底氧化分解。解。(2)好氧堆肥过程好氧堆肥过程 中温阶段中温阶段 这
8、是堆肥化过程的这是堆肥化过程的起始阶段起始阶段,堆层基本,堆层基本呈呈1545的中温,嗜温细菌、真菌和放的中温,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,使堆肥命活动而迅速增殖,释放出能量,使堆肥温度不断升高。温度不断升高。高温阶段高温阶段 当堆温升至当堆温升至45以上时即进人高温阶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,取而代之的是微生物受到抑制甚至死亡,取而代之的是一系
9、列嗜热性微生物。一系列嗜热性微生物。高温对于堆肥的高温对于堆肥的快速腐熟快速腐熟起着重要作起着重要作用。在此阶段,堆肥开始形成腐殖质,并用。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。一般认开始出现能溶解于弱碱的黑色物。一般认为,堆温在为,堆温在5060、持续、持续67d,可达,可达到到较好的杀灭虫卵和病原菌较好的杀灭虫卵和病原菌的效果。的效果。降温阶段降温阶段 亦称腐熟阶段,在内源呼吸后期,剩亦称腐熟阶段,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下的是木质素等较难分解的有机物和新形成的腐殖质。成的腐殖质。此时微生物的活性下降,发热量减少。此时微生物的活性下降,
10、发热量减少。温度逐渐下降,嗜温性微生物又逐渐占优温度逐渐下降,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。堆肥进入解,腐殖质不断积累且稳定化。堆肥进入腐熟阶段。腐熟阶段。(3)推肥工艺推肥工艺 堆肥工艺有:静态堆肥工艺、高温动堆肥工艺有:静态堆肥工艺、高温动态二次堆肥工艺、立仓式堆肥工艺、滚筒态二次堆肥工艺、立仓式堆肥工艺、滚筒式堆肥工艺等。式堆肥工艺等。静态堆肥工艺静态堆肥工艺:工艺简单,设备少、处理成本:工艺简单,设备少、处理成本低,发酵周期低,发酵周期50d。操作条件差。用人工翻动,。操作条件差。用人工翻动,第
11、第2、7、12d各翻动一次。在以后各翻动一次。在以后35d的腐熟阶的腐熟阶段每周翻动一次,在翻动的同时可喷洒适量水以段每周翻动一次,在翻动的同时可喷洒适量水以补充蒸发的水分。补充蒸发的水分。图图 13-1 高温动态二次堆肥工艺高温动态二次堆肥工艺:分两个阶段:分两个阶段,前前5-7d为动态发酵,机械搅拌,通气充足空为动态发酵,机械搅拌,通气充足空气,好氧菌活性强,温度高,快速分解有气,好氧菌活性强,温度高,快速分解有机物。发酵机物。发酵7d绝大部分致病菌死亡。绝大部分致病菌死亡。7d后后用皮带将发酵半成品输送到另一车间进行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
12、态二次发酵,垃圾进一步降解稳定,20-25d完全腐熟。完全腐熟。图图 13-2 立仓式堆肥工艺立仓式堆肥工艺:立式发酵仑高:立式发酵仑高10-15m、分、分隔隔6格。经分选、破碎后的垃圾由皮带输送至仓格。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,发酵均通入空气,从顶部补充适量水,温度高,发酵过程极迅速,过程极迅速,2
13、4h温度上升到温度上升到50以上,以上,70可可维持维持3d,之后温度逐渐下降。,之后温度逐渐下降。图图 13-3 该工艺占地该工艺占地少,升温快,垃少,升温快,垃圾分解彻底,远圾分解彻底,远行费用低。缺点:行费用低。缺点:水分分布不均匀。水分分布不均匀。滚筒式堆肥工艺滚筒式堆肥工艺:又称达诺生物稳定法。:又称达诺生物稳定法。滚筒直径滚筒直径2-4m、长度、长度25-30m,滚筒转速,滚筒转速0.4-2.0 r/min。滚筒横卧稍倾斜。经分选、。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。在旋转过程中完翻动并向滚筒层部移
14、动。在旋转过程中完成有机物生物降解、升温、杀菌等过程。成有机物生物降解、升温、杀菌等过程。5-7d出料。出料。图图 13-4(4)厌氧堆肥原理厌氧堆肥原理 厌氧堆肥的原理与废水厌氧消化原理相同。厌氧堆肥的原理与废水厌氧消化原理相同。厌氧堆肥主要分成两个阶段。厌氧堆肥主要分成两个阶段。第一阶段是产酸阶段。第一阶段是产酸阶段。第二阶段为产气阶段。第二阶段为产气阶段。(5)堆肥微生物堆肥微生物来源主要有两方面:来源主要有两方面:来自来自废物里面固有的大量的微生物种群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如在城市垃圾中一般的细菌数量在10141016个个kg;人工加入的特殊菌种
15、人工加入的特殊菌种,这些菌种在一定条,这些菌种在一定条件下对某些有机废物具有较强的分解能力,件下对某些有机废物具有较强的分解能力,具有活性强、繁殖快、分解有机物迅速等具有活性强、繁殖快、分解有机物迅速等特点,能加速堆肥反应的进程,缩短堆肥特点,能加速堆肥反应的进程,缩短堆肥反应的时间。反应的时间。13.1.2 卫生填埋法卫生填埋法 卫生填埋法卫生填埋法:是在堆肥法的基础上发展起来的,其处理原理:是在堆肥法的基础上发展起来的,其处理原理是利用好氧微生物、兼性厌氧微生物和厌氧微生物处理。是利用好氧微生物、兼性厌氧微生物和厌氧微生物处理。填埋场选址填埋场选址通常在市郊,底部要铺水泥层,以防止渗滤液渗
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