固体废物的生物处理(I)

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1、固体废物处理使学生了解和掌握常见固体废弃物资源化和处理的常用技术和方法第九章固体废物的生物处理教学目标:1.掌握堆肥化概念和好氧堆肥原理；2.了解并掌握堆肥化过程；3.熟悉好氧堆肥程序、工艺、装置并掌握好氧堆肥的影响因素；4.掌握有机物的厌氧发酵过程；5.理解并掌握厌氧发酵的影响因素及其控制；教学重点：好氧堆肥的影响因素；厌氧发酵的影响因素及其控制教学难点：厌氧发酵的影响因素及其控制第九章固体废物的生物处理9.1生物处理理论基础9.2好氧生物降解制堆肥9.3厌氧发酵处理制沼气9.1生物处理理论基础生

2、物处理法是最主要的污水处理方法之一，人们对有机固体废物生物转换技术也进行了深入的研究。微生物同所有生物一样，在生命活动过程中从周围环境吸取养料，并在体内不断进行物质转化和交换作用，这种过程称之为新陈代谢，简称代谢。物质分解及提供能量的代谢称为分解代谢。消耗能量合成生物体的代谢称为合成代谢。两种代谢是不可分割、互为依存的。9.1生物处理理论基础微生物的种类对于所有微生物来说，凡是生活时需要氧气的都可以称为好氧微生物。在无氧环境中能生长的称为厌氧微生物。在无氧和有氧的环境中都能生活的统称为兼氧性微生物。

3、9.1生物处理理论基础生物处理方法：好氧生物处理法厌氧生物处理法9.1生物处理理论基础好氧生物处理法是一种在提供游离氧的条件下，以好氧微生物为主使有机物降解、稳定的无害化处理方法。堆肥化利用有机固体废物生产堆肥，已有几千年历史。随着生产力发展和科技进步，堆肥化技术已得到不断改进。9.1生物处理理论基础堆肥化满足以下两方面要求人工堆肥是有机肥，对改善土壤性能与提高肥力维持农作物长期的优质高产都是有益的，是农业、林业生产需要的；各国有机固体废物数量逐年增加，需要对其处理的卫生要求也日益严格，从节省资源与

4、能源角度出发，有必要把实现有机固体废物资源化作为固体废物无害化处理、处置的重要手段。9.1生物处理理论基础厌氧生物处理法，是在没有游离氧的情况下，以厌氧微生物为主对有机物进行降解、稳定的一种无害化处理。厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解，转化为简单、稳定的化合物，同时释放能量。其中，大部分能量以甲烷形式出现，仅少量有机物被转化、合成为新的细胞组成部分。9.1生物处理理论基础有机固体废物沼气化是一种成熟的厌氧生物处理法。沼气是一种比较清洁且热值较高的气体燃料。固体废物的沼气化对节约能源、增加有

5、机肥料、改善环境卫生都有重要作用，因而是一种经济而理想的生物转换技术。9.1生物处理理论基础9.2好氧生物降解制堆肥9.2.1堆肥化概念9.2.2堆肥化原理9.2.3堆肥化过程9.2.4堆肥化程序9.2.5堆肥化影响因素9.2.6堆肥化工艺与装置9.2.7堆肥质量与效用9.2.8堆肥质量与效用9.2.1堆肥化概念堆肥化(composting)：是在控制条件下，使来源于生物的有机废物，发生生物稳定作用的过程。堆肥(compost)：废物经过堆肥化处理，制得的成品。它是一类腐殖质含量很高的疏松物质，故也

6、称为“腐殖土”。废物经过堆制，体积一般只有原体积的50～70％。按照堆制过程的需氧程度可分为好氧法和厌氧法。9.2.2堆肥化原理好氧堆肥化是在有氧条件下，依靠好氧微生物(主要是好氧细菌)的作用来进行的。可溶性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物直接吸收；不溶的胶体有机物质，先被吸附在微生物体外，依靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性物质，再渗入细胞。9.2.2堆肥化原理微生物通过自身的生命代谢活动，进行分解代谢(氧化还原过程)和合成代谢(生物合成过程)，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并

7、放出生物生长、活动所需要的能量，把另一部分有机物转化合成新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多的生物体。9.2.2堆肥化原理有机物的氧化：不含氮有机物（CxHyOz）的氧化9.2.2堆肥化原理有机物的氧化：含氮有机物（CsHtNuOv·aH2O）的氧化9.2.2堆肥化原理细胞质的合成9.2.2堆肥化原理细胞质的氧化9.2.3堆肥化过程好氧堆肥化从废物堆积到腐热的微生物生化过程比较复杂，依据温度变化，分为三个阶段。中温阶段(产热阶段)腐熟阶段高温阶段9.2.3堆肥化过程中温阶段(产热阶段)堆肥初期，

8、堆层呈中温，嗜温性微生物较为活跃，并利用堆肥中可溶性有机物旺盛繁殖。此阶段微生物以中温、需氧型为主，通常是一些无芽胞细菌。适合于中温阶段的微生物种类极多，最主要是细菌、真菌和放线菌。细菌特别适应水溶性单糖类，放线菌和真菌对于分解纤维素和半纤维素物质具有特殊功能。9.2.3堆肥化过程高温阶段：通常在50℃左右进行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌；温度上升到60℃时，真菌等嗜温性微生物几乎完全停止活动，仅有嗜热性放线菌与细菌在活动；温度升到70℃以上时，对大多数嗜热性微生物