污染介質(zhì)的生物處理

1、污染介質(zhì)的生物處理污染介質(zhì)的生物處理 污水的生物處理污水的生物處理 廢渣與廢氣的生物處理廢渣與廢氣的生物處理廢渣與廢氣的生物處理廢渣與廢氣的生物處理教學(xué)目的和教學(xué)要求教學(xué)目的和教學(xué)要求 了解固體廢棄物的種類、危害及其處理的一般了解固體廢棄物的種類、危害及其處理的一般途徑，掌握高溫堆肥法及其微生物學(xué)過程、對途徑，掌握高溫堆肥法及其微生物學(xué)過程、對病原體的殺滅作用、影響因素、問題和改進，病原體的殺滅作用、影響因素、問題和改進，衛(wèi)生填埋法微生物學(xué)原理與過程，廢氣生物處衛(wèi)生填埋法微生物學(xué)原理與過程，廢氣生物處理原理及工藝類型。理原理及工藝類型。 課外讀物課外讀物 環(huán)境工程微生物學(xué)環(huán)境工程微生物學(xué) 現(xiàn)代

2、環(huán)境微生物技術(shù)現(xiàn)代環(huán)境微生物技術(shù) 資源與環(huán)境微生物學(xué)資源與環(huán)境微生物學(xué)第一節(jié)第一節(jié) 廢渣的生物處理廢渣的生物處理一一 、 概述概述 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 固體廢物的定義與分類固體廢物的定義與分類 國內(nèi)外固體廢物的現(xiàn)狀國內(nèi)外固體廢物的現(xiàn)狀 固體廢物對環(huán)境的危害固體廢物對環(huán)境的危害 固體廢物管理的目標(biāo)與基本原則固體廢物管理的目標(biāo)與基本原則 全過程固體廢物管理全過程固體廢物管理 基本定義基本定義固體廢物是指在社會的生產(chǎn)、流通、消費等一固體廢物是指在社會的生產(chǎn)、流通、消費等一系列活動中產(chǎn)生的一般不再具有原使用價值而系列活動中產(chǎn)生的一般不再具有原使用價值而被丟棄的以固態(tài)和泥狀貯存的物質(zhì)。被丟棄的以固態(tài)和泥狀

3、貯存的物質(zhì)。 ( (固體廢物產(chǎn)生環(huán)節(jié)、固體廢物形態(tài)固體廢物產(chǎn)生環(huán)節(jié)、固體廢物形態(tài)) ) 法規(guī)定義法規(guī)定義（中華人民共和國固體廢物中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法污染環(huán)境防治法）固體廢物是指在生產(chǎn)、生活和其他活動中固體廢物是指在生產(chǎn)、生活和其他活動中產(chǎn)生的喪失原有利用價值或者雖未喪失利用產(chǎn)生的喪失原有利用價值或者雖未喪失利用價值但被拋棄或者放棄的固態(tài)、半固態(tài)和置價值但被拋棄或者放棄的固態(tài)、半固態(tài)和置于容器中的氣態(tài)的物品、物質(zhì)以及法律、行于容器中的氣態(tài)的物品、物質(zhì)以及法律、行政法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物品、物質(zhì)政法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物品、物質(zhì) ( (確定了固體廢物的管理范圍，更嚴謹確定

4、了固體廢物的管理范圍，更嚴謹) ) 時空性時空性從時間性來說，隨著科技的發(fā)展，今天的從時間性來說，隨著科技的發(fā)展，今天的廢物也許會成為明天的資源廢物也許會成為明天的資源從空間性來說，一過程的廢物可能成為另從空間性來說，一過程的廢物可能成為另一過程的原料一過程的原料 無主性無主性 固體廢物被丟棄后，不再屬于某個人，因此固體廢物被丟棄后，不再屬于某個人，因此很難找到具體的負責(zé)人很難找到具體的負責(zé)人 危害性危害性 一些固體廢物含有有害物質(zhì)，污染周圍環(huán)境一些固體廢物含有有害物質(zhì)，污染周圍環(huán)境 一些固體廢物含有一些病原微生物，可能危害一些固體廢物含有一些病原微生物，可能危害人類健康人類健康原始人類原始人

5、類活動活動糞便、動植糞便、動植物殘渣物殘渣17、18世紀(jì)世紀(jì)機械加工機械加工簡單屑末簡單屑末發(fā)展到今天發(fā)展到今天產(chǎn)品多樣化產(chǎn)品多樣化含有毒物和人工含有毒物和人工合成物的廢渣合成物的廢渣19世紀(jì)末至世紀(jì)末至20世紀(jì)初世紀(jì)初化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)放射性廢渣放射性廢渣無數(shù)種殘渣無數(shù)種殘渣20世紀(jì)以來世紀(jì)以來原子能工業(yè)原子能工業(yè)固體廢物家族變化固體廢物家族變化 按來源可分為按來源可分為 工業(yè)廢物工業(yè)廢物 礦業(yè)廢物礦業(yè)廢物 城市垃圾城市垃圾 農(nóng)村垃圾農(nóng)村垃圾 農(nóng)業(yè)廢物農(nóng)業(yè)廢物 放射性廢物放射性廢物 按化學(xué)組成可分為按化學(xué)組成可分為有機廢物（食品垃圾、農(nóng)業(yè)廢棄物、糞便）有機廢物（食品垃圾、農(nóng)業(yè)廢棄物、糞便） 無

6、機廢物（渣石、礦渣、粉煤灰）無機廢物（渣石、礦渣、粉煤灰） 按危險性可分為按危險性可分為一般固體廢物（生活垃圾、農(nóng)業(yè)廢棄物、工業(yè)一般固體廢物（生活垃圾、農(nóng)業(yè)廢棄物、工業(yè)礦渣）礦渣） 危險性固體廢物（醫(yī)療垃圾、廢有毒溶劑、放危險性固體廢物（醫(yī)療垃圾、廢有毒溶劑、放射性廢物）射性廢物）二、二、 國內(nèi)外固體廢物的現(xiàn)狀國內(nèi)外固體廢物的現(xiàn)狀 國外國外美國美國20012001年，僅城市固體廢物產(chǎn)生量就達到年，僅城市固體廢物產(chǎn)生量就達到2.292.29億噸，還不包括其他類固體廢物億噸，還不包括其他類固體廢物 ( (建筑建筑垃圾、農(nóng)業(yè)廢棄物、城市污泥、燃料渣、醫(yī)垃圾、農(nóng)業(yè)廢棄物、城市污泥、燃料渣、醫(yī)療垃圾、礦

7、渣、加工工業(yè)廢棄物療垃圾、礦渣、加工工業(yè)廢棄物) ) 固體廢物與污水對比固體廢物與污水對比產(chǎn)生量：產(chǎn)生量：0505年，城市生活垃圾產(chǎn)生量達年，城市生活垃圾產(chǎn)生量達2 2億噸，億噸，污水產(chǎn)生量高達污水產(chǎn)生量高達524.5524.5億噸億噸處理成本：生活垃圾高于處理成本：生活垃圾高于6060元元/t,/t,焚燒高達焚燒高達250250元元/t;/t;污水達到脫氮除磷三級處理也小于污水達到脫氮除磷三級處理也小于2 2元元/t/t人均有機碳負荷（上海）人均有機碳負荷（上海）人均污水排放量人均污水排放量200l/d(污水有機碳（污水有機碳（toc）濃）濃度約度約100mg/l)人均垃圾產(chǎn)生量人均垃圾產(chǎn)生

8、量0.8kg/d(垃圾中含食品垃圾垃圾中含食品垃圾60%，食，食品垃圾含水率品垃圾含水率70%,食品垃圾干食品垃圾干固體含有機碳固體含有機碳47%)人均污水有機碳負荷為人均污水有機碳負荷為20g/(人人d)人均垃圾有機碳負荷為人均垃圾有機碳負荷為67g/(人人d) 金屬回收金屬回收 從各種廢棄設(shè)備上回收金屬，然后加工成各種從各種廢棄設(shè)備上回收金屬，然后加工成各種產(chǎn)品產(chǎn)品 通過化學(xué)處理如酸處理，從廢棄電路板上回收通過化學(xué)處理如酸處理，從廢棄電路板上回收各種貴重金屬各種貴重金屬 生產(chǎn)建筑材料生產(chǎn)建筑材料 粉煤灰制磚粉煤灰制磚 煤矸石制陶粒煤矸石制陶粒 工業(yè)礦渣生產(chǎn)礦渣棉工業(yè)礦渣生產(chǎn)礦渣棉 生產(chǎn)農(nóng)肥

9、生產(chǎn)農(nóng)肥 利用生活垃圾、糞便、農(nóng)業(yè)廢棄物、污泥利用生活垃圾、糞便、農(nóng)業(yè)廢棄物、污泥等有機廢物經(jīng)過堆肥處理，制成有機肥料等有機廢物經(jīng)過堆肥處理，制成有機肥料 須先將廢棄物中有害成分分離出去，以免須先將廢棄物中有害成分分離出去，以免污染農(nóng)產(chǎn)品污染農(nóng)產(chǎn)品 回收能源回收能源 直接將可燃垃圾焚燒回收熱能直接將可燃垃圾焚燒回收熱能 利用有機廢棄物厭氧發(fā)酵生產(chǎn)可燃性沼氣利用有機廢棄物厭氧發(fā)酵生產(chǎn)可燃性沼氣 固體廢物處理方法固體廢物處理方法（指將固體廢物轉(zhuǎn)變成適于指將固體廢物轉(zhuǎn)變成適于運輸、利用、貯存或最終處置的過程運輸、利用、貯存或最終處置的過程） 物理處理物理處理（通過濃縮或者相變化來改變固體廢（通過濃縮

10、或者相變化來改變固體廢物的結(jié)構(gòu)）（壓實、破碎、分選、增稠、吸附、物的結(jié)構(gòu)）（壓實、破碎、分選、增稠、吸附、萃取）萃?。?化學(xué)處理化學(xué)處理（采用化學(xué)方法破壞固體廢物中的有（采用化學(xué)方法破壞固體廢物中的有害成分從而達到無害化，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)變成為適于進害成分從而達到無害化，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)變成為適于進一步處理、處置的形態(tài)）（氧化、還原、中和、一步處理、處置的形態(tài)）（氧化、還原、中和、化學(xué)沉淀和化學(xué)溶出）化學(xué)沉淀和化學(xué)溶出） 固體廢物處理方法固體廢物處理方法( (續(xù)續(xù)) )生物處理生物處理（利用微生物分解固體廢物中可降解的有（利用微生物分解固體廢物中可降解的有機物，從而達到無害化或綜合利用）（好氧堆肥、厭機物，從

11、而達到無害化或綜合利用）（好氧堆肥、厭氧發(fā)酵和兼性厭氧處理）氧發(fā)酵和兼性厭氧處理）熱處理熱處理（通過高溫來破壞和改變固體廢物組成和結(jié)構(gòu)，（通過高溫來破壞和改變固體廢物組成和結(jié)構(gòu)，同時達到減容、無害化或綜合利用的目的）（焚燒、同時達到減容、無害化或綜合利用的目的）（焚燒、熱解、濕式氧化）熱解、濕式氧化） 固體廢物處理方法固體廢物處理方法( (續(xù)續(xù)) )固化處理固化處理（采用固化基材如水泥將廢物固定或（采用固化基材如水泥將廢物固定或包埋起來以降低其對環(huán)境的危害，以便能較安全包埋起來以降低其對環(huán)境的危害，以便能較安全地運輸和處置的一種處理過程）（固化處理的對地運輸和處置的一種處理過程）（固化處理的對

12、象主要是有害廢物和放射性廢物）象主要是有害廢物和放射性廢物） 固體廢物處置方法固體廢物處置方法( (是固體廢物污染控制的末端環(huán)是固體廢物污染控制的末端環(huán)節(jié)，目的是解決固體廢物的歸宿問題，主要是指最終處節(jié)，目的是解決固體廢物的歸宿問題，主要是指最終處置或者安全處置置或者安全處置) )（有陸地處置和海洋處置兩類）（有陸地處置和海洋處置兩類）土地耕作土地耕作（指將固體廢物分散在現(xiàn)有耕地中，通過（指將固體廢物分散在現(xiàn)有耕地中，通過生物降解、植物吸收以及風(fēng)化作用來消除固體廢物污生物降解、植物吸收以及風(fēng)化作用來消除固體廢物污染）染）堆存法堆存法（土地堆存，主要處置對象是不溶解、不揚（土地堆存，主要處置對象

13、是不溶解、不揚塵、不腐爛變質(zhì)的固體廢物。筑壩堆存，主要處置的塵、不腐爛變質(zhì)的固體廢物。筑壩堆存，主要處置的對象是濕排灰，如粉煤灰、尾礦粉等）對象是濕排灰，如粉煤灰、尾礦粉等） 固體廢物處置方法（續(xù)）固體廢物處置方法（續(xù)） 土地填埋土地填埋（就是在陸地上選擇合適的天然場所或者（就是在陸地上選擇合適的天然場所或者由人工改造出合適的場所，把固體廢物用土層覆蓋起由人工改造出合適的場所，把固體廢物用土層覆蓋起來的技術(shù)。如填埋場）來的技術(shù)。如填埋場） 深井灌注深井灌注（是將固體廢物液化，用強制性措施注入（是將固體廢物液化，用強制性措施注入與飲用水和礦脈層隔開的可滲透性巖層中，從而達到與飲用水和礦脈層隔開的

14、可滲透性巖層中，從而達到固體廢物的最終處置）固體廢物的最終處置） 固體廢物處置方法（續(xù)）固體廢物處置方法（續(xù)） 深海投棄深海投棄（是利用船舶、航空器、平臺及其它載運工（是利用船舶、航空器、平臺及其它載運工具，向海洋傾倒廢物的行為）具，向海洋傾倒廢物的行為） 海上焚燒海上焚燒（是指以高溫破壞有毒有害廢物為目的，而（是指以高溫破壞有毒有害廢物為目的，而在遠離人群的海洋焚燒設(shè)施上有意焚燒廢物的行為）在遠離人群的海洋焚燒設(shè)施上有意焚燒廢物的行為）三三 、 固體廢物對環(huán)境的危害固體廢物對環(huán)境的危害陸地堆放釋放污染物投入江、河、湖、海地表水釋放污染物地下水、地表水施用農(nóng)田中釋放污染物飲用水水生動植物食用水

15、生動植物食用植物 臭 氣 粉 塵 喂動物 奶、肉 大氣 肺部 皮膚 人類食品 人類疾病 固體廢物源燃 燒糞 便處 理接觸浸入直接接觸釋放到空氣的污染物 侵占土地侵占土地每堆積每堆積1 1萬萬t t廢物，約占地廢物，約占地1 1畝畝截止截止19941994年，我國工業(yè)固體廢物堆積量就年，我國工業(yè)固體廢物堆積量就達到達到6666億多噸，占地億多噸，占地9090多萬畝多萬畝 污染空氣污染空氣一些有機固體廢物在適宜的溫度、濕度下一些有機固體廢物在適宜的溫度、濕度下會被微生物分解，釋放有毒氣體會被微生物分解，釋放有毒氣體一些細粒狀的廢渣和垃圾，在大風(fēng)吹動下一些細粒狀的廢渣和垃圾，在大風(fēng)吹動下會隨風(fēng)漂逸，

16、造成大氣的粉塵污染會隨風(fēng)漂逸，造成大氣的粉塵污染固體廢物在運輸和處理過程中，會產(chǎn)生有固體廢物在運輸和處理過程中，會產(chǎn)生有害氣體和粉塵害氣體和粉塵煤矸石自燃會散發(fā)有害氣體煤矸石自燃會散發(fā)有害氣體soso2 2 污染水體污染水體 隨天然降水和地表徑流進入江河湖泊，或隨天然降水和地表徑流進入江河湖泊，或者隨風(fēng)飄入水體使地表水污染者隨風(fēng)飄入水體使地表水污染 隨滲濾液進入土壤使地下水污染隨滲濾液進入土壤使地下水污染 直接排入河流湖泊或海洋造成更大的水體直接排入河流湖泊或海洋造成更大的水體污染污染 影響環(huán)境衛(wèi)生影響環(huán)境衛(wèi)生對我國對我國300300個城市進行了統(tǒng)計，城市垃圾個城市進行了統(tǒng)計，城市垃圾清運量僅

17、占產(chǎn)生量的清運量僅占產(chǎn)生量的4050%4050%，無害化處理，無害化處理率只有率只有1.6%1.6%，98%98%以上的垃圾、糞便未經(jīng)以上的垃圾、糞便未經(jīng)無害化處理進入環(huán)境，導(dǎo)致病原菌繁殖，無害化處理進入環(huán)境，導(dǎo)致病原菌繁殖，已經(jīng)對人們健康構(gòu)成了潛在的威脅已經(jīng)對人們健康構(gòu)成了潛在的威脅四四 、 固體廢物管理的目標(biāo)固體廢物管理的目標(biāo)與基本原則與基本原則 消納思想消納思想 管理的目的是為固體廢物找到一個可實現(xiàn)空間隔離的管理的目的是為固體廢物找到一個可實現(xiàn)空間隔離的場所，管理目標(biāo)是固體廢物的清運率場所，管理目標(biāo)是固體廢物的清運率 管理的手段與技術(shù)是設(shè)置收集設(shè)施，及時外運收集到管理的手段與技術(shù)是設(shè)置收

18、集設(shè)施，及時外運收集到的廢物，并在遠離人群聚居地的場所進行堆放的廢物，并在遠離人群聚居地的場所進行堆放 當(dāng)時的固體廢物組成主要是動植物殘余及各種灰渣當(dāng)時的固體廢物組成主要是動植物殘余及各種灰渣 將固體廢物分散到農(nóng)田中或者堆放在遠離城市的坑洼將固體廢物分散到農(nóng)田中或者堆放在遠離城市的坑洼地集中處置地集中處置 “三化三化”原則的管理思想原則的管理思想“三化三化”原則指的是原則指的是無害化無害化、減量化減量化與與資源化資源化人們認識到固廢處理處置不當(dāng)會造成污染，因此，要求處理人們認識到固廢處理處置不當(dāng)會造成污染，因此，要求處理處置必須達到對環(huán)境無害，也就是處置必須達到對環(huán)境無害，也就是無害化原則無害

19、化原則由于由于固廢產(chǎn)生量增加固廢產(chǎn)生量增加，容納固廢空間日益緊張，同時，容納固廢空間日益緊張，同時社會環(huán)社會環(huán)境意識提高境意識提高，很少有人愿意將固廢處理處置設(shè)施建在自家附，很少有人愿意將固廢處理處置設(shè)施建在自家附近近( (例例) )，這樣，處理處置設(shè)施，這樣，處理處置設(shè)施很難選址和建設(shè)很難選址和建設(shè)，因此，固廢，因此，固廢管理必須能使廢物減量，產(chǎn)生了管理必須能使廢物減量，產(chǎn)生了減量化原則減量化原則 “三化三化”原則的管理思想（續(xù)）原則的管理思想（續(xù)）2020世紀(jì)末出現(xiàn)三大危機，有人口爆炸、資源耗世紀(jì)末出現(xiàn)三大危機，有人口爆炸、資源耗竭和環(huán)境污染，造成竭和環(huán)境污染，造成資源緊張資源緊張，使人們

20、對環(huán)境，使人們對環(huán)境問題有了新認識問題有了新認識固廢中固廢中可再生利用物質(zhì)可再生利用物質(zhì)增多；城市生活垃圾作增多；城市生活垃圾作為為土壤肥料土壤肥料的事實；使人們對固廢的可資源化的事實；使人們對固廢的可資源化前景樂觀前景樂觀固廢處理處置技術(shù)日益復(fù)雜帶來經(jīng)濟、資源方固廢處理處置技術(shù)日益復(fù)雜帶來經(jīng)濟、資源方面的巨大壓力，面的巨大壓力，資源化原則資源化原則得以確立得以確立 “三化三化”原則的管理思想（續(xù)）原則的管理思想（續(xù)） “三化三化”原則對固廢處理處置技術(shù)的影響原則對固廢處理處置技術(shù)的影響城市生活垃圾城市生活垃圾 無害化方面無害化方面，衛(wèi)生填埋衛(wèi)生填埋采取了基礎(chǔ)防滲，壓實覆蓋、采取了基礎(chǔ)防滲，壓

21、實覆蓋、雨污分流、滲瀝水處理等。雨污分流、滲瀝水處理等。焚燒焚燒采取完善燃燒條件來采取完善燃燒條件來提高廢物的燃盡率，采取氣體凈化來去除尾氣中的有提高廢物的燃盡率，采取氣體凈化來去除尾氣中的有害成分。害成分。堆肥化堆肥化通過高溫發(fā)酵使堆肥制品達到殺滅致通過高溫發(fā)酵使堆肥制品達到殺滅致病菌的要求病菌的要求“三化三化”原則對固體廢物處理處置技術(shù)的影響原則對固體廢物處理處置技術(shù)的影響城市生活垃圾（續(xù)）城市生活垃圾（續(xù)） 減量化方面減量化方面，焚燒焚燒使垃圾減容（體積）達使垃圾減容（體積）達90%90%以上，以上，減重減重80%80%。填埋填埋通過壓實機械對垃圾分層壓實實現(xiàn)減通過壓實機械對垃圾分層壓實

22、實現(xiàn)減容目的。容目的。堆肥堆肥通過微生物發(fā)酵排放二氧化碳和水蒸氣通過微生物發(fā)酵排放二氧化碳和水蒸氣來達到減量目的，減量達來達到減量目的，減量達4050%4050%。 資源化方面資源化方面。焚燒熱能焚燒熱能回收發(fā)電；回收發(fā)電；堆肥化制品堆肥化制品用于農(nóng)用于農(nóng)作物生產(chǎn)；作物生產(chǎn)；填埋氣體填埋氣體作為能源利用；以及垃圾經(jīng)作為能源利用；以及垃圾經(jīng)蚯蚓蚯蚓處理處理生產(chǎn)蚯蚓和蚓糞，固廢高壓成形制生產(chǎn)蚯蚓和蚓糞，固廢高壓成形制垃圾磚垃圾磚，固廢，固廢熱解制能源熱解制能源等等 “三化三化”原則對固體廢物處理處置技術(shù)的影響原則對固體廢物處理處置技術(shù)的影響工業(yè)固廢工業(yè)固廢 無害化方面無害化方面，考慮將危險的工業(yè)固

23、廢進行，考慮將危險的工業(yè)固廢進行分流處理分流處理?？扇嘉ｋU固體廢物可燃危險固體廢物的高溫焚燒處理技術(shù)，以及的高溫焚燒處理技術(shù)，以及非可燃非可燃危險固體廢物危險固體廢物的安全填埋處置技術(shù)的安全填埋處置技術(shù) 減量化方面減量化方面，高溫焚燒高溫焚燒減容減量，減容減量，安全填埋安全填埋壓實減容壓實減容 資源化方面資源化方面，各種燃料渣、冶煉渣制建材，各種燃料渣、冶煉渣制建材 全過程管理思想全過程管理思想 減量化減量化不僅在處理處置階段對已產(chǎn)生的固廢進行減量，不僅在處理處置階段對已產(chǎn)生的固廢進行減量，而且延伸到源頭，從源頭減少固體廢物的產(chǎn)生而且延伸到源頭，從源頭減少固體廢物的產(chǎn)生 資源化資源化不僅是處理

24、與利用過程中通過工程技術(shù)手段來實不僅是處理與利用過程中通過工程技術(shù)手段來實現(xiàn)，而且從產(chǎn)生點的貯存、收運階段開始進行，如設(shè)計現(xiàn)，而且從產(chǎn)生點的貯存、收運階段開始進行，如設(shè)計可回用產(chǎn)品、源分離收集可回用產(chǎn)品、源分離收集 無害化無害化不僅是處理處置過程的任務(wù)，更加強調(diào)前端無害不僅是處理處置過程的任務(wù)，更加強調(diào)前端無害化，如通過源分流收集對有害垃圾進行分類管理，生產(chǎn)化，如通過源分流收集對有害垃圾進行分類管理，生產(chǎn)過程中減少有害物質(zhì)使用量過程中減少有害物質(zhì)使用量產(chǎn)生源控制優(yōu)先產(chǎn)生源控制優(yōu)先 完善資源化體系完善資源化體系 有害廢物的分流管理有害廢物的分流管理 最終處置無遺漏最終處置無遺漏 二、高溫堆肥法二

25、、高溫堆肥法二、高溫堆肥法二、高溫堆肥法 堆肥中熱量的產(chǎn)生及熱滅活條件堆肥中熱量的產(chǎn)生及熱滅活條件堆肥大為什么能殺滅病原體？工藝上滿足無害化的堆肥大為什么能殺滅病原體？工藝上滿足無害化的條件有哪些？條件有哪些？二、高溫堆肥法堆肥的微生物學(xué)過程堆肥的微生物學(xué)過程p255-256 發(fā)熱階段發(fā)熱階段 高溫階段高溫階段 降溫階段降溫階段 腐熟階段腐熟階段二、高溫堆肥法影響堆肥的主要因素與控制影響堆肥的主要因素與控制p256 通風(fēng)供氧通風(fēng)供氧 含水率含水率 溫度溫度 其他影響因素其他影響因素三、衛(wèi)生填埋法三、衛(wèi)生填埋法衛(wèi)生填埋場內(nèi)微生物學(xué)原理與過程衛(wèi)生填埋場內(nèi)微生物學(xué)原理與過程 好氧分解階段好氧分解階段

26、 厭氧分解不產(chǎn)甲烷階段厭氧分解不產(chǎn)甲烷階段 厭氧分解產(chǎn)甲烷階段厭氧分解產(chǎn)甲烷階段 穩(wěn)定產(chǎn)氣階段穩(wěn)定產(chǎn)氣階段三、衛(wèi)生填埋法三、衛(wèi)生填埋法影響填埋場垃圾降解的主要因素影響填埋場垃圾降解的主要因素 垃圾組成與特性垃圾組成與特性 水分水分第二節(jié)第二節(jié) 廢氣的生物處理廢氣的生物處理v廢氣主要來源廢氣主要來源 人類生產(chǎn)及生活中的燃料燃燒人類生產(chǎn)及生活中的燃料燃燒 生產(chǎn)活動，例如化工、冶金、生物制品、生產(chǎn)活動，例如化工、冶金、生物制品、屠宰、污水處理及垃圾處理等工廠所產(chǎn)生屠宰、污水處理及垃圾處理等工廠所產(chǎn)生的廢氣。的廢氣。 v廢氣的處理廢氣的處理 廢氣處理是環(huán)境污染控制的一個重要方面。廢氣處理方法：廢氣處理

27、方法：物化法：目前主要采用的方法，如燃燒、物化法：目前主要采用的方法，如燃燒、 吸附、吸收和還原等。工藝或設(shè)備較復(fù)雜，吸附、吸收和還原等。工藝或設(shè)備較復(fù)雜，運行費用較高；用于處理某些惡臭廢氣時，運行費用較高；用于處理某些惡臭廢氣時，效果不甚理想。效果不甚理想。生物法：具有處理效率較高、適應(yīng)性較廣、生物法：具有處理效率較高、適應(yīng)性較廣、工藝較簡單以及費用較省等優(yōu)點。工藝較簡單以及費用較省等優(yōu)點。 廢氣的微生物處理于廢氣的微生物處理于1957年在美國獲得專年在美國獲得專利，但到利，但到1970年代才開始引起重視，直到年代才開始引起重視，直到1980年代才在德國、日本、荷蘭等國家有年代才在德國、日本

28、、荷蘭等國家有相當(dāng)數(shù)量工業(yè)規(guī)模的各類生物凈化裝置投相當(dāng)數(shù)量工業(yè)規(guī)模的各類生物凈化裝置投入運行。入運行。 廢氣生物反應(yīng)器處理對許多一般性的空氣廢氣生物反應(yīng)器處理對許多一般性的空氣污染物的去除率可達到污染物的去除率可達到90以上。以上。 廢氣的生物反應(yīng)器處理 廢氣生物處理的特點1. 廢氣或尾氣廢氣或尾氣(waste gas，off-gas)在生物反在生物反應(yīng)器內(nèi)進行。應(yīng)器內(nèi)進行。揮發(fā)性有機化合物揮發(fā)性有機化合物 (volatile organic compounds，vocs)以及其它有毒或有臭以及其它有毒或有臭味的氣體，如味的氣體，如nh3和和h2s等。等?；ぁ⒅扑?、電鍍、噴漆、印刷等行業(yè)產(chǎn)化

29、工、制藥、電鍍、噴漆、印刷等行業(yè)產(chǎn)生的有害污染物生的有害污染物(hazardous air pollutants，haps)以及廢水處理廠、堆肥廠、垃圾填以及廢水處理廠、堆肥廠、垃圾填埋廠產(chǎn)生惡臭埋廠產(chǎn)生惡臭(odor)等。等。 2. 去除效率高去除效率高 u一般的空氣污染物去除效率超過一般的空氣污染物去除效率超過90。3. 投資少，運行費用低投資少，運行費用低 u不需要投入額外的化學(xué)品不需要投入額外的化學(xué)品;u化學(xué)法則需加催化劑和氧化劑等，如次氯化學(xué)法則需加催化劑和氧化劑等，如次氯酸鹽、過氧化氫、二氧化氯等。酸鹽、過氧化氫、二氧化氯等。4. 污染少污染少 u生物處理的產(chǎn)物是生物量，很容易處理

30、。生物處理的產(chǎn)物是生物量，很容易處理。5.耗能低耗能低u生物反應(yīng)在常溫常壓下進行，能量來自微生物反應(yīng)在常溫常壓下進行，能量來自微生物利用生物利用vocs成分本身產(chǎn)生的能量。成分本身產(chǎn)生的能量。u生物處理法消耗的動力只是污染氣體進入生物處理法消耗的動力只是污染氣體進入 處理系統(tǒng)時所消耗的能量處理系統(tǒng)時所消耗的能量(正壓送風(fēng)或負正壓送風(fēng)或負壓引風(fēng)壓引風(fēng))。1. 水溶性強水溶性強 u兼具有蒸汽壓低、亨利定律常數(shù)低的兼具有蒸汽壓低、亨利定律常數(shù)低的特點，向介質(zhì)表面微生物膜擴散速率特點，向介質(zhì)表面微生物膜擴散速率高；高；u主要有無機物如主要有無機物如h2s和和nh3等、醇類、等、醇類、醛類、酮類以及簡單

31、芳烴醛類、酮類以及簡單芳烴(如如btex)等有機物。等有機物。v適宜處理的污染氣體應(yīng)具有的特點：2. 易降解易降解 u 分子被吸附在生物膜上必需被降解，分子被吸附在生物膜上必需被降解，否則將導(dǎo)致污染物濃度增高，毒害生否則將導(dǎo)致污染物濃度增高，毒害生物膜或影響傳質(zhì)，降低生物濾器效率，物膜或影響傳質(zhì)，降低生物濾器效率，或使處理完全失敗?；蚴固幚硗耆?。 廢氣生物處理的基本形式廢氣生物處理的基本形式u 根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)不同，分為：根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)不同，分為：1. 生物洗滌生物洗滌(bioscrubbing)生物洗滌器生物洗滌器(bioscrubber)內(nèi)是液態(tài)介質(zhì)。內(nèi)是液態(tài)介質(zhì)。 2. 生物濾過生物濾過(

32、biofiltration)生物濾過采用是固態(tài)介質(zhì)生物濾過采用是固態(tài)介質(zhì)生物濾池生物濾池(biofilters)生物滴濾池生物滴濾池(biotrickling filters) 1 1生物濾池生物濾池 生物濾池內(nèi)的固態(tài)介質(zhì)是一些天然材生物濾池內(nèi)的固態(tài)介質(zhì)是一些天然材料，常用的固體顆粒有土壤和堆肥，料，常用的固體顆粒有土壤和堆肥，這些材料為微生物的附著和生長提供這些材料為微生物的附著和生長提供表面，微生物可以吸收廢氣中的污染表面，微生物可以吸收廢氣中的污染物將其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。物將其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。 微生物濾池適用于微生物濾池適用于處理肉類加工廠、處理肉類加工廠、動物飼養(yǎng)場、污水處理廠和堆肥廠動

33、物飼養(yǎng)場、污水處理廠和堆肥廠等等處產(chǎn)生的廢氣。處產(chǎn)生的廢氣。 這類廢氣的主要特點是濃度不高，但這類廢氣的主要特點是濃度不高，但帶有強烈的臭味。帶有強烈的臭味。z濾料的選擇 堆肥堆肥 原料常用污水處理廠污泥、有機垃圾和畜原料常用污水處理廠污泥、有機垃圾和畜糞以及植物凋落物。糞以及植物凋落物。須篩選，濾層要均勻、疏松，空隙率須篩選，濾層要均勻、疏松，空隙率40，濾，濾料須保持濕潤，濾層含水量不低于料須保持濕潤，濾層含水量不低于40，但不，但不能有積水。濾層保持適當(dāng)?shù)臏囟?。能有積水。濾層保持適當(dāng)?shù)臏囟取?土壤土壤 腐殖土為好，其它土質(zhì)需要改良，有效厚腐殖土為好，其它土質(zhì)需要改良，有效厚度不應(yīng)小于度不

34、應(yīng)小于50cm，土壤水分土壤水分4070， 草炭草炭 其通氣性能良好，適于微生物生長，除臭其通氣性能良好，適于微生物生長，除臭效果比用土壤好。效果比用土壤好。2生物滴濾池生物滴濾池 生物滴濾池主要由箱體、生物活性床層、生物滴濾池主要由箱體、生物活性床層、噴水器等組成。噴水器等組成。 廢氣經(jīng)過預(yù)處理室去除顆粒物和增濕后進廢氣經(jīng)過預(yù)處理室去除顆粒物和增濕后進入濾床底部。入濾床底部。 濾料使用人工材料，如陶瓷、塑料或金屬濾料使用人工材料，如陶瓷、塑料或金屬等，使用顆粒狀或有空隙的材料，床層厚等，使用顆粒狀或有空隙的材料，床層厚度一般在度一般在0.51.0m，依需要而定。，依需要而定。u優(yōu)點：優(yōu)點：

35、濾料重量輕、空隙大、表面積大、廢濾料重量輕、空隙大、表面積大、廢氣和介質(zhì)接觸時間短氣和介質(zhì)接觸時間短(幾秒鐘幾秒鐘)，處理效，處理效率高，同時濾料不需更換。率高，同時濾料不需更換。 處理的濃度處理的濃度100mg/m35g/m3，流量，流量550000m3/h。 u應(yīng)用 微生物過濾床已成功地用于化工廠、食品微生物過濾床已成功地用于化工廠、食品廠、污水泵站等方面的廢氣凈化和脫臭。廠、污水泵站等方面的廢氣凈化和脫臭。 污染物包括硫化氫、二硫化碳、苯乙烯、污染物包括硫化氫、二硫化碳、苯乙烯、甲苯、丙烷、異丁烷、苯酚、乙醇、四氫甲苯、丙烷、異丁烷、苯酚、乙醇、四氫呋喃、環(huán)已酮、甲基乙基甲酮等。呋喃、環(huán)

36、已酮、甲基乙基甲酮等。 3生物洗滌 生物洗滌裝置一般由洗滌器和生物反應(yīng)器生物洗滌裝置一般由洗滌器和生物反應(yīng)器兩部分組成，吸收器和生物反應(yīng)器分開設(shè)兩部分組成，吸收器和生物反應(yīng)器分開設(shè)置。置。 吸收主要是物理溶解過程，采用的吸收設(shè)吸收主要是物理溶解過程，采用的吸收設(shè)備有噴淋塔、篩板塔、鼓泡塔等，吸收過備有噴淋塔、篩板塔、鼓泡塔等，吸收過程進行很快，水在吸收設(shè)備中的停留時間程進行很快，水在吸收設(shè)備中的停留時間僅約幾秒鐘；僅約幾秒鐘； 三、生物法處理廢氣的機理生物反應(yīng)器處理廢氣一般經(jīng)歷以下三個階生物反應(yīng)器處理廢氣一般經(jīng)歷以下三個階段：段： 1. 溶解過程溶解過程 廢氣與水或固相表面的水膜接觸，污染物廢

37、氣與水或固相表面的水膜接觸，污染物溶于水中成為液相中的分子或離子，這一溶于水中成為液相中的分子或離子，這一過程是物理過程，符合亨利定律。過程是物理過程，符合亨利定律。 2. 吸著過程 溶于水中的污染物被溶于水中的污染物被微生物吸附、吸收微生物吸附、吸收，污染物從水中轉(zhuǎn)入微生物體內(nèi)。作為吸收污染物從水中轉(zhuǎn)入微生物體內(nèi)。作為吸收劑的水被再生復(fù)原，繼而再用以溶解新的劑的水被再生復(fù)原，繼而再用以溶解新的廢氣成分。廢氣成分。3. 生物降解過程u進入微生物細胞的污染物作為微生物生命進入微生物細胞的污染物作為微生物生命活動的能源或養(yǎng)分被活動的能源或養(yǎng)分被分解和利用分解和利用，從而使，從而使污染物得以去除。污

38、染物得以去除。u烴類和其它有機物成分被氧化分解為烴類和其它有機物成分被氧化分解為co2和和h2o，含硫還原性成分被氧化為，含硫還原性成分被氧化為s、so42-，含，含氮成分被氧化分解成氮成分被氧化分解成nh3，no2-和和no3-等。等。 u污染物轉(zhuǎn)移的三種可能情況(1)(1)氣流氣流吸附在有機介質(zhì)上吸附在有機介質(zhì)上在水相解析膨在水相解析膨解解生物降解生物降解(2)(2)氣流氣流在生物膜上直接吸附在生物膜上直接吸附生物降解生物降解(3)(3)氣流氣流在水相中溶解在水相中溶解生物降解生物降解 四、處理廢氣的微生物 多為混合微生物，因為：多為混合微生物，因為：含有多種成分的含有多種成分的混合廢氣混

39、合廢氣，需要多種微生，需要多種微生物分別降解；物分別降解；有的成分需要幾種微生物的相繼作用才能有的成分需要幾種微生物的相繼作用才能分解轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，分解轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，u氨先經(jīng)硝化細菌再經(jīng)反硝化作用細菌才能氨先經(jīng)硝化細菌再經(jīng)反硝化作用細菌才能成為分子態(tài)氮；成為分子態(tài)氮； 四、處理廢氣的微生物一些難降解的成分要由幾種微生物聯(lián)合作用才能一些難降解的成分要由幾種微生物聯(lián)合作用才能被完全降解；被完全降解； 鹵代有機化合物先經(jīng)厭氧微生物還原脫鹵，再被鹵代有機化合物先經(jīng)厭氧微生物還原脫鹵，再被好氧微生物徹底分解；好氧微生物徹底分解；工藝需要，盡管廢氣成分能夠被單一微生物分解，工藝需要，盡管廢氣成分能夠被

40、單一微生物分解，但還需利用其它微生物，但還需利用其它微生物， 在硫化氫氧化中，為了使自養(yǎng)型脫氮硫桿菌在硫化氫氧化中，為了使自養(yǎng)型脫氮硫桿菌(thiobacillus denitrificans)凝絮持留于反應(yīng)器凝絮持留于反應(yīng)器內(nèi)，需與活性污泥中的異養(yǎng)型微生物內(nèi)，需與活性污泥中的異養(yǎng)型微生物起共培養(yǎng)。起共培養(yǎng)。 五、廢氣生物處理的基本條件 主要有水分，養(yǎng)分、溫度、氧氣主要有水分，養(yǎng)分、溫度、氧氣(有氧或有氧或無氧無氧)以及酸堿度等。以及酸堿度等。 1水水 分分 微生物生命活動的必要成分；微生物生命活動的必要成分； 吸收廢氣的溶劑。吸收廢氣的溶劑。采用土壤或堆肥等固態(tài)處理系統(tǒng)時，適宜采用土壤或堆肥

41、等固態(tài)處理系統(tǒng)時，適宜的水分含量可保證氧與水分的供給。的水分含量可保證氧與水分的供給。5070為適宜的含水量。為適宜的含水量。通常預(yù)處理需要加濕，防止濾料變干。通常預(yù)處理需要加濕，防止濾料變干。2養(yǎng) 分 廢氣可為微生物提供一定的養(yǎng)分，廢氣可為微生物提供一定的養(yǎng)分，vocs可可以提供碳源和能源，但是需要適當(dāng)補足其以提供碳源和能源，但是需要適當(dāng)補足其它養(yǎng)分。它養(yǎng)分。 不同的處理工藝對養(yǎng)分控制有差異，例如不同的處理工藝對養(yǎng)分控制有差異，例如生物滴濾池補充營養(yǎng)鹽十分重要，但是堆生物滴濾池補充營養(yǎng)鹽十分重要，但是堆肥生物濾池補給營養(yǎng)鹽的次數(shù)可以減少，肥生物濾池補給營養(yǎng)鹽的次數(shù)可以減少，一年補給二次即可。

42、一年補給二次即可。3溫 度 廢氣生物處理多用中溫條件廢氣生物處理多用中溫條件(2535)，少用高溫。少用高溫。 土壤或堆肥處理廢氣時通常采用自然溫度，土壤或堆肥處理廢氣時通常采用自然溫度，如果微生物分解基質(zhì)放熱造成溫度過高則如果微生物分解基質(zhì)放熱造成溫度過高則需采取降溫措施。需采取降溫措施。4氧氣 廢氣處理多用異養(yǎng)型好氧微生物廢氣處理多用異養(yǎng)型好氧微生物；氧的供給量與供給方式對處理效率的影響氧的供給量與供給方式對處理效率的影響很大，微生物數(shù)量、基質(zhì)濃度和溫度等因很大，微生物數(shù)量、基質(zhì)濃度和溫度等因素也會影響供氧。素也會影響供氧。 少數(shù)厭氧條件，例如著色菌處理硫化氫，少數(shù)厭氧條件，例如著色菌處理

43、硫化氫，則需控制無氧條件，以氨氣取代反應(yīng)系統(tǒng)則需控制無氧條件，以氨氣取代反應(yīng)系統(tǒng)的氧氣。的氧氣。 5、酸堿度 以中性或微堿性為宜。以中性或微堿性為宜。 廢氣生物處理中的細菌多數(shù)適應(yīng)于中性至微堿廢氣生物處理中的細菌多數(shù)適應(yīng)于中性至微堿性環(huán)境，只有少數(shù)種類對酸堿度要求比較特殊，性環(huán)境，只有少數(shù)種類對酸堿度要求比較特殊， 例如氧化硫硫桿菌最適例如氧化硫硫桿菌最適ph為為2.62.8，最低，最低為為ph1.0，最高為，最高為ph4.06.0。 惡臭的原位處理惡臭的原位處理一、惡臭污染物和污染源一、惡臭污染物和污染源 惡臭污染物惡臭污染物(odor pollutants)指一切刺指一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損害生激嗅覺器官引