固体废物的生物处理

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1、第六章固体废物的生物处理概述堆肥化厌氧发酵制沼气6.1概述概念作用与特点(1)概念利用微生物氧化（好氧堆肥）、分解（厌氧发酵）有机固体废物的能力处理可降解的有机固体废物，使其达到无害化和资源化的过程。生物处理(biologictreatment)是处理和利用有机固废的一条重要的途径。生物处理有机固废的方法有多种，如，堆肥化，厌氧消化，纤维素水解，垃圾养蚯蚓等。其中最主要的并且能大规模地处理有机固体废物的方法是好氧堆肥法和厌氧消化法，本章将重点介绍。其它的生物处理技术虽不能大规模处理，但能从废物中回收高

2、附加值生物制品，因此也得到了较多的研究，例如纤维素水解生产化工原料及生物制品，养殖蚯蚓生产生物蛋白等。(2)作用与特点生物处理的作用和特点有以下四个方面：稳定化和杀菌、消毒作用减量化有机废物经生物处理后，可减量30～50％，减量效果明显。回收能源回收有用物质a.稳定化和杀菌作用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

3、大多数病原体而达到无害化。回收能源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，井可进一步转化为热能或电能。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，还可利用纤维素水解生产化工原料及其他生物制品。6.2堆肥化(composting)概述好氧堆肥原理堆肥原料及堆肥微生物堆肥化

4、过程好氧堆肥工艺堆肥化的影响因素堆肥质量堆肥农业效用6.2.1概述人类在长期的生产实践中早已懂得利用秸杆、落叶、野草和禽畜粪便堆积发酵以制取肥料，但都是采用传统的手工操作和自然堆积方式，依靠自发的生物转化作用，所以存在发酵周期长，处理能力低，有机物分解不完全，所得的肥料质量差等等问题。到20世纪20年代，出现了机械化堆肥技术，并逐渐发展成为处理生活垃圾、污水污泥、人禽畜粪便以及农业固体废物的重要方法之一。定义分类（1）定义堆肥化是利用自然界广泛存在的微生物，在控制条件下使来自生物的有机废物降解转化为稳

5、定腐殖质的生物化学过程。堆肥化得到的产品称为堆肥，由于它是一种腐殖质含量很高的呈疏松状态的物质，故也称为腐殖土，有机固体废物经堆肥化后，体积只有原体积的50～70％。（2）分类堆肥化系统的分类方法有多种按堆制方式分类：间歇堆积法(Intermittentstacking)连续堆积法(Doubletowercirculatingreactor)按原料发酵状态：静态发酵法(Staticfermentation)动态发酵法(Dynamicfermentation)按微生物的生长环境：好氧堆肥(aerobic

6、composting)厌氧堆肥(anaerobiccomposting)a.好氧堆肥(aerobiccomposting)在有氧状态下，好氧微生物对有机废物进行分解转化的过程。最终产物主要是H2O、CO2、热量和腐殖质。好氧堆肥主要用于处理城市垃圾，堆肥系统的温度一般为50～65℃，最高可达80～90℃，堆肥周期短，能连续操作，因此，也称为高温快速堆肥；好氧堆肥的肥料质量好，可以制作有机颗粒肥料。不足之处：需要对原料进行比较严格的分选,需要强制通风和机械搅拌,对设备要求高，运行能耗大，投资大等。b.厌

7、氧堆肥(anaerobiccomposting)在无氧条件下，厌氧微生物对有机物进行分解转化的过程。厌氧堆肥的最终产物是CH4、CO2、热量和腐殖质。厌氧堆肥过程中，空气与发酵原料隔绝，堆制温度低，工艺较简单，成本低，对原料的适应性强，成品肥中氮素保留较多，但工艺条件较难控制，堆肥周期长，有机物分解速度缓慢，处理效率低，容易产生恶臭，有机物分解不完全，产品质量低，肥效差。实际上，堆肥化的好氧和厌氧是相对的，在好氧过程中，由于原料颗粒较大且不均匀，不可避免存在厌氧发酵过程；反之，由于密封不严，厌氧过程中

8、也会有好氧菌的作用。本节主要介绍好氧堆肥。6.2.2好氧堆肥原理概述有机物的生物化学反应（1）概述好氧堆肥是以好氧菌为主的微生物对有机废物进行吸收、氧化、分解的复杂生物化学反应过程。在堆肥过程中，好氧菌通过自身的生命活动，以废物中的有机物为养料，将其一部分氧化分解成简单的无机物并释放出微生物生长所需的能量，将其另一部分合成为新的细胞物质，使微生物生长繁殖。有机废物的好氧分解过程很复杂，可以下列通式表示：（2）有机物的生物化学反应根据微生物在降解有机物过程