第九章廢渣與廢氣的生物處理

1、第一節(jié)第一節(jié) 廢渣的生物處理廢渣的生物處理一、概述一、概述第九章 廢渣與廢氣的生物處理1 1、廢渣種類與來源、廢渣種類與來源2 2、垃圾污染危害與特點、垃圾污染危害與特點（1）、數(shù)量大，處理率低（2）、組成復雜，四季變化（3）、污染環(huán)境，危害嚴重3 3、我國垃圾問題的特點：、我國垃圾問題的特點：（1）、最晚得到重視（2）、最具綜合性的環(huán)境問題（3）、最難得到處置（4）、最貼近的環(huán)境問題 主要有：堆肥法、衛(wèi)生填埋法和焚燒法。4 4、垃圾無害化處理的一般途徑：、垃圾無害化處理的一般途徑：堆肥法：堆肥法：將經過分選的有機垃圾堆積，在微生物的作用下使其進行發(fā)酵，從而轉化為穩(wěn)定的腐殖質的過程。填埋法：填

2、埋法：利用天然的山谷或低洼等凹地或平地，將垃圾分區(qū)進行堆放，在微生物的作用下使有機物分解，從而轉化為穩(wěn)定的腐殖質的過程。焚燒法：焚燒法：將經過預處理的垃圾進行焚燒，在高溫下使垃圾轉化為化學性質穩(wěn)定的灰渣的過程。5 5、微生物學在垃圾處理技術中的作用：、微生物學在垃圾處理技術中的作用：（1）、堆肥時微生物在垃圾降解過程中產生高溫，以殺死病原微生物，并提供有機肥料；（2）、填埋時在微生物的作用下對有機物進行降解，使垃圾減量化，并產生沼氣，提供能源；（3）、微生物處理垃圾可防治產生二次污染，產生的氣體和滲濾液采用集中收集方式。 二二 、堆、堆 肥肥 法法1 1、概念、概念 堆肥法就是利用堆肥化過程來

3、處理城市的生活垃圾及其它可生物降解有機固體廢棄物的方法。 堆肥化使依靠自然界廣泛分布的細菌、放線菌和真菌等微生物，有控制地促進可生物降解的有機物向穩(wěn)定的腐殖質轉化的過程。 2 2、分類、分類 按降解有機物的微生物種類可分為：好氧堆肥法和厭氧堆肥法；按原料發(fā)酵所處的狀態(tài)可分為：靜態(tài)發(fā)酵法和動態(tài)發(fā)酵法等。 城市生活垃圾的堆肥一般都采用好氧堆肥技術。由于此系統(tǒng)的溫度一般為50-65，所以也稱為“高溫堆肥法”。（一）、好氧（高溫）堆肥法（一）、好氧（高溫）堆肥法 好氧堆肥在通氣條件下，利用好氧微生物將大分子有機固體廢棄物分解為小分子有機物，部分有機物被礦化成無機物的過程。在好氧堆肥過程中，會釋放出大量

4、的熱能，使溫度升高，可達50-65，甚至80-90，最后有機固體廢棄物被完全腐熟成穩(wěn)定的腐殖質。（二）、高溫堆肥的微生物學過程（二）、高溫堆肥的微生物學過程v1 1、發(fā)熱（中溫）階段、發(fā)熱（中溫）階段 v2 2、高溫階段、高溫階段 v3 3、降溫階段、降溫階段 v4 4、腐熟（熟化）階段、腐熟（熟化）階段根據(jù)溫度的變化，可分為4個階段：2 2、高溫階段、高溫階段 在這一階段，除了中溫性微生物繼續(xù)分解易分解的有機物外，嗜熱性微生物（主要是纖維素分解菌）開始起主要作用，將一些復雜有機物如纖維素、半纖維素、果膠質等迅速分解，放出大量的熱，同時，腐殖質開始形成。1 1、發(fā)熱（中溫）階段、發(fā)熱（中溫）階

5、段 微生物旺盛繁殖，將垃圾中易分解的有機物（如淀粉、糖類、蛋白質等）迅速分解，同時放熱。3 3、降溫階段、降溫階段 易利用分解的有機物已經大部分被分解，剩下一些較難分解的有機物如木質素等，此時，微生物活動減弱，溫度逐漸下降，中溫性微生物又成為優(yōu)勢菌種。此階段開始不強調充氧量,只需自然通風即可。4 4、腐熟階段、腐熟階段 天然性有機物多數(shù)已分解，垃圾進入穩(wěn)定狀態(tài)，腐殖質大量形成。此時只需自然通風。（三）、影響因素與控制（三）、影響因素與控制1 1、含水量、含水量作用：影響因素：適宜范圍：控制措施：2 2、供氧量、供氧量作用：影響因素：適宜范圍：影響：3 3、溫度、溫度適宜范圍：影響：控制措施：4

6、 4、其它、其它C/N，顆粒度，pH值等，（四）、工藝類型與流程（四）、工藝類型與流程1 1、工藝類型：、工藝類型：（1）、按出料形式分：靜態(tài)堆肥和動態(tài)堆肥（2）、按發(fā)酵過程分：一次發(fā)酵和二次發(fā)酵（3）、按場地分：露天式和裝置式2 2、工藝流程、工藝流程著重講二次發(fā)酵裝置式工藝（1）、預處理：挑選出不可堆肥化物質，同時使物料粒度達到一定程度并使之均勻化；（2）、一次發(fā)酵：包括發(fā)熱和高溫2個階段，目的是分解大部分有機物達到無害化。供氧方式為強制通風或翻堆攪拌。（3）、二次發(fā)酵：包括降溫和腐熟2個階段，目的是使較難分解的有機物轉化為腐殖質。（4）、后處理：將已熟化的堆肥產品進行進一步的處理，挑選雜

7、物。（5）、脫臭：在進行一、二次發(fā)酵過程中同時進行。方法有：化學除臭法、溶劑吸收法、吸附劑吸收法。3 3、問題與改進、問題與改進達不到無害化，周期偏長，堆肥過程中時有惡臭等。 （一）、概述（一）、概述 衛(wèi)生填埋法是運用各種天然屏障和工程屏障，盡可能將垃圾與生態(tài)環(huán)境隔絕而實現(xiàn)填埋體內垃圾無害化。垃圾達到穩(wěn)定時間一般需要15年以上。 衛(wèi)生填埋要求采取各種預防措施，以盡量減少填埋場地對周圍環(huán)境、大氣和地下水源的污染。 三、衛(wèi)三、衛(wèi) 生生 填填 埋埋 （二）、衛(wèi)生填埋場剖面示意圖（二）、衛(wèi)生填埋場剖面示意圖（三）、衛(wèi)生填埋的微生物學過程（三）、衛(wèi)生填埋的微生物學過程 v1 1、好氧分解階段、好氧分解階

8、段v2 2、厭氧分解不產甲烷階段、厭氧分解不產甲烷階段v3 3、厭氧分解產甲烷階段、厭氧分解產甲烷階段v4 4、產甲烷階段、產甲烷階段 1 1、好氧分解階段、好氧分解階段 由于隨垃圾的傾倒帶入了大量的空氣，有機物經好氧微生物的作用將復雜的有機物轉化為CO2和一些較簡單的有機物。2 2、厭氧分解不產甲烷階段、厭氧分解不產甲烷階段 此階段發(fā)揮作用的主要有2類菌：產氫產乙酸菌和同型產乙酸菌。3 3、厭氧分解產甲烷階段、厭氧分解產甲烷階段 發(fā)揮作用的是一類專性厭氧的產甲烷菌。4 4、穩(wěn)定產氣階段、穩(wěn)定產氣階段 此階段穩(wěn)定地產生沼氣，其中主要是CH4和CO2 ，也有少量的NH3、H2S等氣體。 通過氣體

9、成分的分析可判斷填埋場內微生物活動所處的階段，如下圖所示。（四）、影響因素（四）、影響因素 1 1、垃圾組成、垃圾組成 高含水量和小顆粒尺寸的垃圾可以提高沼氣產量。2 2、水分、水分 最佳含水率為50%-60%。 垃圾填埋場可看作一個龐大的厭氧生物反應器，從提高產氣總量和縮短穩(wěn)定時間方面考慮，通常有以下兩種因素可以控制：1 1、典型工藝流程、典型工藝流程 （五）、工藝流程和類型（五）、工藝流程和類型2 2、工藝類型：、工藝類型：（1）、溝槽法（2）、平面法（3）、斜面法 滲濾液的特點及收集滲濾液的特點及收集1、新填埋場的滲濾液：、新填埋場的滲濾液： pH值低，BOD5和COD濃度高，可生化性好

10、。2、老填埋場的滲濾液：、老填埋場的滲濾液： pH值中性，NH3-N濃度高，BOD5和COD濃度低，不易進行生化性處理。滲濾液的處理方法：滲濾液的處理方法：1、利用城市污水廠進行合并處理2、滲濾液單獨處理3、填埋場內循環(huán)噴灑處理填埋工藝新進展填埋工藝新進展1.生物反應器式填埋技術2.供氧的填埋技術3.焚燒處理4.綜合處理 由于填埋場內垃圾的含水量逐漸減少而限制了微生物的活動，因此垃圾穩(wěn)定化所需時間較長。近年來，研究開發(fā)調動填埋體內微生物活動為主的工藝措施成為一種趨勢。第二節(jié)第二節(jié) 廢氣的生物處理廢氣的生物處理一、廢氣的處理方法 廢氣的處理方法有物理法、化學法和生物法，如吸附、吸收、氧化及等離子

11、體轉化等。生物法是最經濟有效的方法。生物凈化有植物凈化法和微生物凈化法：生物凈化有植物凈化法和微生物凈化法：、植物凈化法就是利用植物吸收和轉化大氣中的污染物，包括二氧化碳，放出氧氣清潔空氣。、微生物凈化法是利用處理裝置對氣態(tài)污染物進行處理，如生物吸收池、生物洗滌池、生物滴濾池和生物過濾池。二、廢氣生物處理反應器中的微生物相二、廢氣生物處理反應器中的微生物相、當處理揮發(fā)性有機污染物時，反應器中的微生物以異養(yǎng)微生物為主；、當處理揮發(fā)性只含無機污染物時，反應器中的微生物以自養(yǎng)微生物為主。三、影響因素三、影響因素、濕度：生物濾池中水分含量最佳為4060%、溫度：20403、pH：694、其他因素：如MLSS、DO等。1 1、生物過濾法、生物過濾法微生物附著在固體介質上，多用于無機廢氣和揮發(fā)性有機廢氣的處理。四、工藝類型四、工藝類型2 2、生物吸收法、生物吸收法微生物懸浮于吸收液中，多用于溶解度大的有機廢氣的處理。3 3、生物滴濾塔、生物滴濾塔 微生物同時具有兩種生長特性，多用于揮發(fā)性有機廢氣的處理。五、含硫惡臭污染物及五、含硫惡臭污染物及NHNH3 3、COCO2 2的微生物處理的微生物處理1 1、含硫惡臭污染物的凈化、含硫惡臭污染物的凈化如H2S、甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫醚和二甲基亞