固体废物的生物处理 ppt课件PPT推荐.ppt

1、,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,生物处理的作用和特点有以下四个方面：（1）稳定化和杀菌、消毒作用（2）减量化 有机废物经生物处理后，可减量3050%，减量效果明显。（3）回收能源（4）回收有用物质,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,作用与特点,有机固体废物经生物氧化分解后转化为H2O，CO2，CH4，NH3，H2S等气体，和性质稳定的难降解有机物（抗性有机物）从而达到稳定化的效果，其产品不会对环境造成污染。有机物分解过程中的厌氧环境以及反应热形成的高温可以杀灭废物中绝

2、大多数病原体而达到无害化。,稳定化杀菌作用,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,人类生活中大量使用的各种生物物质是重要的太阳能储存体，蕴藏着巨大的潜在能源，利用生物技术可使其转化为可直接利用的能源，开发生物能已经成为一种时代的潮流。例如，污泥和生活垃圾的厌氧消化处理可使其中的有机物转化为具有较高能源价值的沼气，并可进一步转化为热能或电能。,回收能源,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,回收有用物质,用生物处理技术从固体废物中回收有用物质的方法除好氧堆肥和厌氧发酵制取沼气外，还

3、可利用纤维素水解生产化工原料及其他生物制品。,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,【概念】堆肥化厌氧消化 生物处理【方法原理】堆肥原理；厌氧消化原理；微生物浸出机理。,重点,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,处理方法,好氧堆 肥处理,厌氧消 化处理,微生物 浸出,其它生物 处理方法,堆肥化（composting）:在人工控制的环境下，依靠自然界中广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生

4、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,厌氧消化:也称厌氧发酵，指在厌氧状态下利用微生物使固体废物中有机物转变为CH4和CO2的过程,微生物浸出:利用微生物新陈代谢过程或代谢产物将废物中目的元素转变为易溶状态并得以分离的过程,蚯蚓床技术 废物生产单细胞蛋白等,1,4,2,3,一、堆肥化基本概念与发展过程 1、概念,堆肥化（composting）就是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，以及由人工培养的工程菌等，在一定的人工条件下，有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程，其实质就是一种生物代谢过程。堆肥化的产物叫堆肥（compost）。

5、,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,2、堆肥化工艺的分类,（1）好氧堆肥（2）厌氧堆肥（3）兼氧堆肥,通常所说的堆肥化一般是指好氧堆肥好氧微生物在与空气充分接触的条件下，使堆肥原料中的有机物发生一系列放热分解反应，最终使有机物转化为简单而稳定的腐殖质的过程。因为厌氧微生物对有机物分解速率缓慢，处理效率低，容易产生恶臭，其工艺条件也较难控制。,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,3、堆肥原料,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid

6、Waste,4、堆肥的效用,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,堆肥实质就是人工腐殖质，一般含水率30%；pH 7 8.5；碳含量11%；N（0.5 1.5%）、P（国外0.4 0.8%）、K（0.3 1.0%）；重金属含量符合标准，杂质粒度 5mm。（1）改善土壤的性能 施用堆肥对土壤性质的影响主要包括3个方面：土壤物理性质，天然化学性质和土壤微生物性质。,4、堆肥的效用,（2）肥料养分比较全面，成分比较多样化，其中还含有多种植物生长所必需的微量元素，满足植物生长对不同养分的需求。（3）肥效期较长，堆肥属缓效性肥料，堆肥养分的释放缓

7、慢、持久，故肥效期较长，有利于满足农作物长时间内对养分的需求，也不会出现旋用化肥那样短暂有效或施肥过头的情况。并且堆肥中氮、钾、铵等都是以阳离子形态存在，由于腐殖质带阴电荷，有吸附阳离子的作用，有助于粘土保住阳离子，既能保住养分提高保肥能力，使粘土的离子交换容量提高几十倍。（4）微生物的作用强，堆肥中含有大量有益微生物，是一种“生物肥料”。施用堆肥可以增加土壤中微生物的数量，通过微生物的活动改善土壤的结构和性能，微生物分泌的各种有效成分还可直接或间接地被植物吸收而起到有益的作用。5）腐殖质具有螯合作用，施用堆肥时，对于作物有害的铜、铅、镉等重金属也可与腐殖质反应而降低其危害程度，利于作物生长。

8、但与化肥相比，堆肥的肥效较低，且体积大，运输和施用起来不方便。,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,堆肥的效用堆肥农用的不利因素,肥效不高：NPK混合含量一般3。因此，不能把堆肥等同于传统的农家肥，只能作为土壤的改良剂或调节剂。大量施用堆肥，可能会使土壤富集有害元素。堆肥设备投资大，产品的成本高。,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,堆肥化处理的经济效益主要有两方面，一是对固体废物的消纳作用，二是作有机肥料和土壤调节剂。前者由于其可以将固体废物直接转化为有机肥料，还原大自然，

9、它不像填埋处理需要占用大量的土地，也不像焚烧那样产生大量尾气，从资源化的角度，可以说是最理想的处理方法。但是，随着生活水平的提高和生活方式的多样化，固体废物的成分日趋复杂，要得到理想的堆肥化产品，除了需要传统的发酵过程外，必须设置复杂的分选、破碎过程，从而大大增加了堆肥化处理的费用。同时，由于固体废物中大量杂质和有毒有害化学物质的混入，从而使得堆肥化产品作为肥料或土壤改良剂的价值大大降低，不妥当的处理还可能带来对土壤的污染和对农作物的危害。,4、堆肥的效用,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,固体废物处理与处置 Treatment a

10、nd Disposal of Solid Waste,基本原理,堆肥过程中同化、异化作用反应式。物质变化、能量释放与获取,堆肥过程,堆肥过程四阶段，物质、温度、微生物相变化,影响因素,六个主要因素,堆肥工艺,六个阶段及内容,堆肥设备,四类,1,2,3,4,5,1,好氧堆肥处理,评价指标,6,四类，15个,一、堆肥化的基本原理 1、好氧堆肥的基本原理,好氧堆肥是在有氧的条件下，借好氧微生物（主要是好氧菌）的作用来进行的。在堆肥过程中，生活垃圾中的溶解性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微生物所吸收，固体的和胶体的有机物先附在微生物体外，由生物所分泌的胞外酶分解为溶解性物质，再渗入细胞。微生物

11、通过自身的生命活动氧化、还原、合成等过程，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并放出生物生长活动所需要的能量，把一部分有机物转化为生物体所必需的营养物质，合成新的细胞物质，于是微生物逐渐生长繁殖，产生更多的生物体。,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,1、好氧堆肥的基本原理,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,1 好氧堆肥基本原理,如果将固体废物中的有机物统一表示为 的形式，

12、而难以进一步降解的堆肥产品中的腐殖质统一表示为，则好氧分解反应可表示为,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,2、好氧堆肥过程,一个完整的好氧堆肥过程包括潜伏阶段（亦称驯化阶段）、中温阶段（亦称产热阶段，1545，嗜温微生物为主）、高温阶段（45以上，有机物降解强烈，嗜热微生物为主）、腐熟阶段（嗜温微生物为主）。,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,2、好氧堆肥过程,、潜伏阶段 指堆肥化开始时微生物适应新环境的过程，即驯化过程。、中温阶段 堆层温度1545，嗜温菌活跃，可溶性糖

13、类、淀粉等消耗迅速，温度不断升高，以细菌、真菌、放线菌为主。、高温阶段 当堆肥温度上升到45以上时，即进入堆肥过程的第三阶段（高温阶段），堆层温度上升至45以上，不到一周可达6570，随后又逐渐降低。在此阶段，嗜热性微生物代替嗜温性微生物，堆肥中残留和新形成的可溶性有机物质继续分解转化，复杂的有机物如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始强烈分解。温度上升到60时，真菌几乎完全停止活动，温度升至70以上时，对大多数嗜热性微生物已不适宜，微生物大量死亡或进入休眠状态，除一些孢子外所有的病原微生物会在几小时内死亡，其他种类也被破坏。其中：50左右，嗜热性真菌、放线菌活跃；60左右，嗜热性放线菌和细菌活跃；

14、大于70微生物大量死亡或进入休眠状态。、腐熟阶段 在此阶段，中温微生物又开始活跃起来，重新成为优势菌。对残余的较为难分解的有机物做进一步分解，腐殖质不断增多，且稳定化。当温度下降并稳定在40左右时，堆肥基本达到稳定。,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,3、好氧堆肥的生物化学和生物学,堆肥过程中的微生物,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,3、好氧堆肥的生物化学和生物学,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,3、好氧堆

15、肥的生物化学和生物学,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,3、好氧堆肥的生物化学和生物学,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,4、堆肥过程的生物动力学基础,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,降解,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,4 堆肥过程中的生物动力学基础 在高浓度底物中，细胞酶系统和底物处于饱和状态，物料的转化非常迅速，增加底物浓度不会引起底物消耗速率的增加，即Ks S，上式可简化为 反之，在低浓度底物中，底物的供给成为控制步骤，假设SKs，则Monod方程简化