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1、微生物在固体废物中的应用姓名： 学号： 班级 学院：简介：生活垃圾是人类日常生活中产生的废弃物，当复杂多变、量大面广的生活垃圾排放到环境时，就会对大气、水体、土壤、生态环境带来严重的破坏。生活垃圾裸露堆放不仅会占去大量土地，影响自然景观；而且未经处理的生活垃圾直接还田或简易处理后就还田会严重破坏土壤的团粒结构，致使土壤保水、保肥能力下降；生活垃圾自然腐烂后还会产生恶臭，致使蚊蝇孳生、老鼠繁衍、各种病菌大量繁殖，排出大量氨、硫化物等，其中含有较多致癌物质，直接威胁人类的健康和生存。除此之外，生活垃圾还可间接通过水、气造成二次污染。垃圾在腐败过程中会产生大量酸性和碱性有机污染物，并会将垃圾中的重金
2、属溶解出来，是有机物、重金属和病原微生物三位一体的污染源。据实验研究，1kg生活垃圾在氧化状况下经淋滤分解后，可产生硝酸盐、硫酸盐和氯化物等矿物质900012000mg，并溶解出2.8g钙镁物质。可使1t水的硬度升高半度，1t城市生活垃圾氧化分解产生的有机物质需要31t清洁土壤或115t清洁河水才能自净。生活垃圾的危害已涉及我们每一个人，切实有效的解决垃圾污染问题已刻不容缓。分类：固体废物的种类很多，通常将固体废物按其性质、形态、来源划分其种类。如按其性质可分为有机物和无机物；按其形态可分为固体的（块状、粒状、粉状）和泥状的；按其来源可分为矿业的、工业的、城市生活的、农业的和放射性的。此外，固
3、体废物还可分为有毒和无毒的两大类。有毒有害固体废物是指具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、放射性和传染性的固体、半固体废物。 基本处理方法： 固体废物处理技术涉及物理学、化学、生物学、机械工程等多种学科，主要处理技术有如下几方面： （1） 固体废物的预处理。在对固体废物进行综合利用和最终处理之前，往往需要实行预处理，以便于进行下一步处理。预处理主要包括破碎、筛分、粉磨、压缩等工序。焚烧和热解：焚烧法是固体废物高温分解和深度氧化的综合处理过程。好处是把大量有害的废料分解而变成 无害的物质。由于固体废弃物中可燃物的比例逐渐增加，采用焚烧方法处理固体废弃物，利用其热能已成为必然的发展趋势。以此种处理方
4、法固体废弃物，占地少，处理量大，在保护环境、提供能源等方面可取得良好的效果。欧洲国家较早采用焚烧方法处理固体废弃物，焚烧厂多设在10万人口以上的大城市，并设有能量回收系统。日本由于土地紧张，采用焚烧法逐渐增多。焚烧过程获得的热能可以用于发电。利用焚烧炉发生的热量，可以供居民取暖，用于维持温室室温等。目前日本及瑞士每年把超过65%的都市废料进行焚烧而使能源再生。但是焚烧法也有缺点，例如，投资较大，焚烧过程排烟造成二次污染，设备锈蚀现象严重等。热解是将有机物在无氧或缺氧条件下高温(500-1000C)加热，使之分解为气、液、固三类产物。于焚烧法相比，热解法则是更有前途的处理方法。它的显著优点是基建
5、投资少。 （2） 物理法处理固体废物。利用固体废物的物理和物理化学性质，从中分选或分离有用或有害物质。根据固体废物的特性可分别采用重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、弹道分选、磨擦分选和浮选等分选方法。 （3） 化学法处理固体废物。通过固体废物发生化学转换回收有用物质和能源。煅烧、焙烧、烧结、溶剂浸出、热分解、焚烧、电力辐射都属于化学处理方法。 （4） 生物法处理固体废物。利用微生物的作用处理固体废物。其基本原理是利用微生物的生物化学作用，将复杂有机物分解为简单物质，将有毒物质转化为无毒物质。沼气发酵和堆肥即属于生物处理法。生物处理：生物处理技术是利用微生物对有机固体废物的分解作用使其无害
6、化。种种技术可以使有机固体废物转化为能源、食品、饲料和肥料，还可以用来从废品和废渣中提取金属，是固体废物资源化的有效的技术方法。目前应用比较广泛的有：堆肥化、沼气化、废纤维素糖化、废纤维饲料化、生物浸出等。 对于因技术原因或其他原因还无法利用或处理的固态废弃物，是终态固体废弃物。终态固体废弃物的处置，是控制固体废弃物污染的末端环节，是解决固体废弃物的归宿问题。处置的目的和技术要求是，使固体废弃物在环境中最大限度地与生物圈隔离，避免或减少其中的污染组成对环境的污染与危害。 （5） 固体废物的最终处理。没有利用价值的有害固体物质需进行最终处理。最终处理的方法有焚化法、填埋法、海洋投弃法等。固体废物
7、在填埋和投弃海洋之前尚需进行无害化处理。 生活垃圾是人类日常生活中产生的废弃物，当复杂多变、量大面广的生活垃圾排放到环境时，就会对大气、水体、土壤、生态环境带来严重的破坏。生活垃圾裸露堆放不仅会占去大量土地，影响自然景观；而且未经处理的生活垃圾直接还田或简易处理后就还田会严重破坏土壤的团粒结构，致使土壤保水、保肥能力下降；生活垃圾自然腐烂后还会产生恶臭，致使蚊蝇孳生、老鼠繁衍、各种病菌大量繁殖，排出大量氨、硫化物等，其中含有较多致癌物质，直接威胁人类的健康和生存。除此之外，生活垃圾还可间接通过水、气造成二次污染。垃圾在腐败过程中会产生大量酸性和碱性有机污染物，并会将垃圾中的重金属溶解出来，是有
8、机物、重金属和病原微生物三位一体的污染源。据实验研究，1kg生活垃圾在氧化状况下经淋滤分解后，可产生硝酸盐、硫酸盐和氯化物等矿物质900012000mg，并溶解出2.8g钙镁物质。可使1t水的硬度升高半度，1t城市生活垃圾氧化分解产生的有机物质需要31t清洁土壤或115t清洁河水才能自净。生活垃圾的危害已涉及我们每一个人，切实有效的解决垃圾污染问题已刻不容缓。 安全性问题一直是微生物制剂，特别是基因工程菌推广使用的主要障碍，在这方面还需加强管理和更深入的研究，但仅仅因为基因工程菌可能存在一定的危险性就停止研究和使用，将使我们失去一个高效降解污染物的有力工具。在确保生活垃圾处理的安全性方面，关键
9、要把好两个关，即投放安全菌剂和排出无害残存物。也就是说，必须要保证投加的是无害菌，如果使用基因工程菌必须保证其安全性，例如可构建只适于垃圾处理系统的营养缺陷型菌株来保证其安全性等；同时要把握好垃圾“消化”过程的温度、湿度、通气状况等，确保处理后的残存物也是安全的。目前，用于生活垃圾处理的菌种都来源于自然界且绝大部分不是有害菌，从垃圾处理机的运转情况看，并没有对周围人群产生不良影响，机器排出的残渣还成了附近居民抢手的花肥。从长远看，随着生物技术的发展，基因工程技术的研究也将越来越深入，它必将在环境污染治理中发挥重要作用。 在城市污水或工业废水的生物处理中，随着废水的净化过程，都将有大量的有机污泥
10、（通称污泥）产生。这些污泥的成份、性质和废水的性质及处理工艺有关。如处理城市污水（或工业有机废水），来自初沉地的污泥主要是有机性质的（主要来自有机固体颗粒的沉降），而来自二沉池的污泥主要是生物处理过程中排出的剩余生物体，排泥体积约为处理的水体积的0.55%左右。上述这类污泥富集了来自被处理废水的大量有机污染物（BOD5），如在初沉池中，进水BOD5的30%左右以沉降污泥形式被去除；而在曝气池后的二沉池中，被生物处理法去除的BOD5中的30-40%以剩余污泥形式排出。这样，进水BOD5的50%左右（设处理过程的BOD5去除率为90%左右）是以污泥形式而被去除的。因此，这种污染量大而集中的污泥，在
11、进入环境之前，必需以妥善的无害化处理与处置（包括利用）。一般，对大多数城市污水或工业废水的生物处理厂（站）来说，花在污泥处理、处置上的费用是相当大的，约占总投资及运转费用的50%左右。所以，对一个废水生物处理厂来说，污泥的处理、处置同废水的净化一样都是非常重要的，切不可予以忽视。污泥中含有大量的有机物，经微生物厌氧或好氧消化后可使有机污染物得到进一步的降解,转化为CO2或沼气(稳定化)；而且污泥的数量相应减少,在厌氧消化中污泥量约可减少一半(减量化)；污泥中病原微生物及寄生虫卵也相应减少(无害化)；污泥的脱水性能也大为改善,这样有利于污泥作进一步的处置。因此,污泥的微生物消化处理是废水生物处理
12、中不可少的一个组成部分，是消除污泥对环境污染的有效方法。 美国学者克拉克（Clark）于1899年提出了从污水中迅速去除污泥，便污水保持新鲜，并将分离出来的污泥在隔绝空气的条件下进行消化的想法。迄今为止，人们根据这个想法已创造了不同类型的污泥处理构筑物，进行有机污泥的厌氧消化。所以污泥在厌氧条件下进行消化处理是人们早已熟悉的方法，并习惯地称之为污泥消化。现在，为了区别于污泥的好氧稳定处理（污泥的好氧消化），人们又称上述的污泥消化为污泥的厌氧消化。污泥通过厌氧消化使其中的有机物得到降解、稳定，同时又回收利用了沼气。污泥厌氧处理原理及有机物的转化请参见废水厌氧处理章节。由于污泥的消化处理是在厌氧条
13、件下进行，故运行中的动力消耗特别低，而且沼气可回收利用，更节约了运行费用。现在，城市污水处理厂中大多采用厌氧消化法对污泥进行无害化处理。在污泥厌氧消化过程中，由于大量有机物质被水解液化，致污泥消化的上清液中还含有较多的有机物和营养物质。因此，这种上清液不能直接予以排放，还需要作进一步处理（如回入初沉池或生物处理构筑物与废水一并处理）。污水处理厂从污水中分离出的污泥系由有机物和无机物组成。一般，生污泥约含65%的有机物和35%的无机物。通过厌氧消化处理后，污泥中的有机物约有1/22/3被分解，消化污泥的体积得到减少（约6070%），所含有机物约50%，无机物约50%。其次，污泥通过厌氧消化后，消
14、化污泥中所含的肥分亦更易被植物所吸收。(1) 污泥厌氧消化的方法按操作温度不同，消化可分为中温消化（3037）和高温消化（4555）；按运行方式，可分为一级消化、二级消化、厌氧接触消化等；按负荷不同，可分为低负荷与高负荷两种。1）低负荷消化法 低负荷消化法又称标准负荷消化法，是在普通消化池中进行。低负荷污泥消化池通常为单级消化过程。 消化池内不加热，不设搅拌装置，间歇投加污泥和排出脱水后污泥。在单级消化的实际运行过程中，当污泥加入后进行快速消化并产气后，气泡的上升所起的搅动作用是唯一的搅拌作用。池内形成三个区，上部浮渣区，中间为上清液，最下层为污泥区。经消化的污泥在池底浓缩并定期排出，上清液回
15、到水处理流程的前端进行处理，产生以甲烷为主要成分的沼气，从池顶收集和导出。由上述可见，污泥的消化、浓缩和形成上清液等过程，是在一个消化池内同时完成的。在池中，不加热，不加搅拌，间隙投料和出料，一般负荷率为0.41.6kg（VSS）/m3.d。由于这种单级消化池存在池内分层、温度不均匀、有效容积小等问题，使其消化时间长达3060d，此种低负荷消化法，仅适用于小型污泥处理。2）高负荷消化法 高负荷消化是在高负荷消化池中进行。与普通单独消化池相比较高负荷消化池的固体负荷大得多，并设有搅拌设备、其搅拌污泥投配及熟污泥排除等工序为24h连续进行，不存在分层现象，全池都处于活跃的消化状态。消化时间仅为低负
16、荷消化池的1/3左右（1015d），固体负荷约提高46倍。目前国内外常用的高负荷消化池有不同的形式，主要是在搅拌方式上的不同。可用气体循环、搅拌、提升或引流管混合器，使污泥在内部混合和加热，达到最佳的消化效果。3） 二段消化法 二段消化法又称二级消化法，在二段消化系统内，产酸和产甲烷阶段分别在两个单独的反应池中完成。采用这种方法，可为各大类微生物提供最佳的繁殖条件，得到最好的消化效果。但这种二段消化法尚处于研究和开发阶段。现在实际应用的二段消化系统，是污泥消化和浓缩分二段进行。第一消化池主要进行加热、搅拌、产气和除渣，池温度约3335；第二消化池不加热，不搅拌，利用从第一消化池排出污泥的余热，使池温约2426，继续进行消化、浓缩和排出上清液。二级消化产气量比一级消化大约增加10%15%，
