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1、第一节 废渣的生物处理,一、概述,第九章 废渣与废气的生物处理,1、废渣种类与来源 2、垃圾污染危害与特点 （1）、数量大，处理率低 （2）、组成复杂，四季变化 （3）、污染环境，危害严重,3、我国垃圾问题的特点： （1）、最晚得到重视 （2）、最具综合性的环境问题 （3）、最难得到处置 （4）、最贴近的环境问题,主要有：堆肥法、卫生填埋法和焚烧法。,4、垃圾无害化处理的一般途径：,堆肥法：将经过分选的有机垃圾堆积，在微生物的作用下使其进行发酵，从而转化为稳定的腐殖质的过程。,填埋法：利用天然的山谷或低洼等凹地或平地，将垃圾分区进行堆放，在微生物的作用下使有机物分解，从而转化为稳定的腐殖质的过
2、程。,焚烧法：将经过预处理的垃圾进行焚烧，在高温下使垃圾转化为化学性质稳定的灰渣的过程。,5、微生物学在垃圾处理技术中的作用：,（1）、堆肥时微生物在垃圾降解过程中产生高温，以杀死病原微生物，并提供有机肥料； （2）、填埋时在微生物的作用下对有机物进行降解，使垃圾减量化，并产生沼气，提供能源； （3）、微生物处理垃圾可防治产生二次污染，产生的气体和渗滤液采用集中收集方式。,二 、堆 肥 法 1、概念 堆肥法就是利用堆肥化过程来处理城市的生活垃圾及其它可生物降解有机固体废弃物的方法。 堆肥化使依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生物，有控制地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的过程。
3、,2、分类 按降解有机物的微生物种类可分为：好氧堆肥法和厌氧堆肥法；按原料发酵所处的状态可分为：静态发酵法和动态发酵法等。 城市生活垃圾的堆肥一般都采用好氧堆肥技术。由于此系统的温度一般为50-65，所以也称为“高温堆肥法”。,（一）、好氧（高温）堆肥法,好氧堆肥在通气条件下，利用好氧微生物将大分子有机固体废弃物分解为小分子有机物，部分有机物被矿化成无机物的过程。在好氧堆肥过程中，会释放出大量的热能，使温度升高，可达50-65，甚至80-90，最后有机固体废弃物被完全腐熟成稳定的腐殖质。,（二）、高温堆肥的微生物学过程,1、发热（中温）阶段 2、高温阶段 3、降温阶段 4、腐熟（熟化）阶段,根
4、据温度的变化，可分为4个阶段：,2、高温阶段 在这一阶段，除了中温性微生物继续分解易分解的有机物外，嗜热性微生物（主要是纤维素分解菌）开始起主要作用，将一些复杂有机物如纤维素、半纤维素、果胶质等迅速分解，放出大量的热，同时，腐殖质开始形成。,1、发热（中温）阶段 微生物旺盛繁殖，将垃圾中易分解的有机物（如淀粉、糖类、蛋白质等）迅速分解，同时放热。,3、降温阶段 易利用分解的有机物已经大部分被分解，剩下一些较难分解的有机物如木质素等，此时，微生物活动减弱，温度逐渐下降，中温性微生物又成为优势菌种。此阶段开始不强调充氧量,只需自然通风即可。,4、腐熟阶段 天然性有机物多数已分解，垃圾进入稳定状态，
5、腐殖质大量形成。此时只需自然通风。,（三）、影响因素与控制,1、含水量 作用： 影响因素： 适宜范围： 控制措施：,2、供氧量 作用： 影响因素： 适宜范围： 影响：,3、温度 适宜范围： 影响： 控制措施：,4、其它 C/N，颗粒度，pH值等，,（四）、工艺类型与流程,1、工艺类型： （1）、按出料形式分：静态堆肥和动态堆肥 （2）、按发酵过程分：一次发酵和二次发酵 （3）、按场地分：露天式和装置式,2、工艺流程着重讲二次发酵装置式工艺,（1）、预处理：挑选出不可堆肥化物质，同时使物料粒度达到一定程度并使之均匀化； （2）、一次发酵：包括发热和高温2个阶段，目的是分解大部分有机物达到无害化。
6、供氧方式为强制通风或翻堆搅拌。（3）、二次发酵：包括降温和腐熟2个阶段，目的是使较难分解的有机物转化为腐殖质。 （4）、后处理：将已熟化的堆肥产品进行进一步的处理，挑选杂物。,（5）、脱臭：在进行一、二次发酵过程中同时进行。方法有：化学除臭法、溶剂吸收法、吸附剂吸收法。,3、问题与改进,达不到无害化，周期偏长，堆肥过程中时有恶臭等。,（一）、概述 卫生填埋法是运用各种天然屏障和工程屏障，尽可能将垃圾与生态环境隔绝而实现填埋体内垃圾无害化。垃圾达到稳定时间一般需要15年以上。,卫生填埋要求采取各种预防措施，以尽量减少填埋场地对周围环境、大气和地下水源的污染。,三、卫 生 填 埋,（二）、卫生填埋
7、场剖面示意图,（三）、卫生填埋的微生物学过程,1、好氧分解阶段 2、厌氧分解不产甲烷阶段 3、厌氧分解产甲烷阶段 4、产甲烷阶段,1、好氧分解阶段 由于随垃圾的倾倒带入了大量的空气，有机物经好氧微生物的作用将复杂的有机物转化为CO2和一些较简单的有机物。,2、厌氧分解不产甲烷阶段 此阶段发挥作用的主要有2类菌：产氢产乙酸菌和同型产乙酸菌。,3、厌氧分解产甲烷阶段 发挥作用的是一类专性厌氧的产甲烷菌。,4、稳定产气阶段 此阶段稳定地产生沼气，其中主要是CH4和CO2 ，也有少量的NH3、H2S等气体。,通过气体成分的分析可判断填埋场内微生物活动所处的阶段，如下图所示。,（四）、影响因素,1、垃圾
8、组成 高含水量和小颗粒尺寸的垃圾可以提高沼气产量。,2、水分 最佳含水率为50%-60%。,垃圾填埋场可看作一个庞大的厌氧生物反应器，从提高产气总量和缩短稳定时间方面考虑，通常有以下两种因素可以控制：,1、典型工艺流程,（五）、工艺流程和类型,2、工艺类型： （1）、沟槽法 （2）、平面法 （3）、斜面法,渗滤液的特点及收集,1、新填埋场的渗滤液： pH值低，BOD5和COD浓度高，可生化性好。,2、老填埋场的渗滤液： pH值中性，NH3-N浓度高，BOD5和COD浓度低，不易进行生化性处理。,渗滤液的处理方法：,1、利用城市污水厂进行合并处理,2、渗滤液单独处理,3、填埋场内循环喷洒处理,填
9、埋工艺新进展,1.生物反应器式填埋技术 2.供氧的填埋技术,3.焚烧处理 4.综合处理,由于填埋场内垃圾的含水量逐渐减少而限制了微生物的活动，因此垃圾稳定化所需时间较长。近年来，研究开发调动填埋体内微生物活动为主的工艺措施成为一种趋势。,第二节 废气的生物处理,一、废气的处理方法 废气的处理方法有物理法、化学法和生物法，如吸附、吸收、氧化及等离子体转化等。生物法是最经济有效的方法。,生物净化有植物净化法和微生物净化法： 、植物净化法就是利用植物吸收和转化大气中的污染物，包括二氧化碳，放出氧气清洁空气。 、微生物净化法是利用处理装置对气态污染物进行处理，如生物吸收池、生物洗涤池、生物滴滤池和生物
10、过滤池。,二、废气生物处理反应器中的微生物相,、当处理挥发性有机污染物时，反应器中的微生物以异养微生物为主； 、当处理挥发性只含无机污染物时，反应器中的微生物以自养微生物为主。,三、影响因素,、湿度：生物滤池中水分含量最佳为4060% 、温度：2040 3、pH：69 4、其他因素：如MLSS、DO等。,1、生物过滤法微生物附着在固体介质上，多用于无机废气和挥发性有机废气的处理。,四、工艺类型,2、生物吸收法微生物悬浮于吸收液中，多用于溶解度大的有机废气的处理。,3、生物滴滤塔 微生物同时具有两种生长特性，多用于挥发性有机废气的处理。,五、含硫恶臭污染物及NH3、CO2的微生物处理 1、含硫恶臭污染物的净化 如H2S、甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫醚和二甲基亚矾等。有许多细菌能对含硫恶臭污染物进行净化。 2、NH3、CO2的净化 NH3溶于水中成NH4+，通入生物滴滤池，利用硝化作用将其氧化成NO2-和NO3-。对于CO2，利用植物和藻类，光合作用同化。,3、挥发性有机物的生物处理 包括苯及其衍生物、酚及其衍生物、醇类、醛类、酮类、脂肪酸等。挥发性有机物中有许多是“三致”物质。,
