第五章有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落課件

第十一章

有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落第十一章

有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群第一節(jié)

有機固體廢棄物的微生物處理

固體廢棄物（Solidwasters），按照《中華人民共和國固體廢物污染、環(huán)境防治法》的規(guī)定，是指在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他活動中產(chǎn)生的污染環(huán)境的固態(tài)、半固態(tài)廢棄物質(zhì)。固體廢物的產(chǎn)生對人類環(huán)境產(chǎn)生危害，一是侵占土地，二是污染環(huán)境第一節(jié)

有機固體廢棄物的微生物處理

固體廢棄物（S處理方法類型應(yīng)用堆肥法、厭氧消化法和填埋法生物處理法處理可生物降解的有機固體廢物焚燒法、熱解法化學(xué)處理法處理不可隨意排放的危險性廢物以及生活垃圾等

對固體廢棄物的處理，一部分可回收再利用，其他可用物理、化學(xué)、生物方法加以處理，常用的處理方法有：堆肥法、填埋法、焚燒法、熱解法。處理方法類型應(yīng)用堆肥法、厭氧消化法和填埋法生物處理法處理可生

一、堆肥法堆肥化（Composting），是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，發(fā)生生物穩(wěn)定作用（biostablization）（腐殖質(zhì)化）的生物化學(xué)過程，這一定義強調(diào)，堆肥原料是來自生物界，堆肥過程是在人工控制下進行，不同于衛(wèi)生填埋、廢物的自然腐化和腐爛。最早的堆肥法采用厭氧發(fā)酵，發(fā)酵周期長，占地面積大，現(xiàn)在采用好氧堆肥。一、堆肥法（二）好氧堆肥

1、好氧堆肥機理：是在有氧的條件下，借好氧微生物（主要是好氧細菌）的作用來進行的。在堆肥過程中，有機廢物中的可溶性有機物質(zhì)透過微生物的細胞壁和細胞膜為微生物所吸收：固體的和膠體的有機物先附在微生物體外，由微生物所分泌的胞外酶分解為可溶性物質(zhì)，再滲入細胞。微生物通過自身的生命活動——氧化還原和生物合成過程，把一部分被吸收的有機物氧化成簡單的無機物，并釋放出微生物生長、活動所需要的能量，把另一部分有機物轉(zhuǎn)化合成新的細胞物質(zhì)，使微生物生長繁殖，產(chǎn)生更多的生物體。（二）好氧堆肥2、好氧堆肥微生物：在堆肥過程中，有機質(zhì)生化降解會產(chǎn)生熱量，使堆肥物料的溫度上升。根據(jù)堆肥的升溫過程，可將其分為三個階段：起始階段、高溫階段、熟化階段。起始階段：為中溫好氧微生物分解有機物中易降解的葡萄糖、脂肪和碳水化合物，分解產(chǎn)生的熱量促使堆肥物料溫度上升。最常見的是無芽孢細菌、芽孢細菌和霉菌等

高溫階段：此時溫度上升到40-50℃，起始階段的微生物死亡，取代的微生物是一系列嗜熱菌，分解纖維素和半纖維素進一步使堆肥溫度上升到70℃。在溫度60-70℃的堆肥中，除一些孢子外，所有的病原微生物都會在幾小時內(nèi)死亡。2、好氧堆肥微生物：在堆肥過程中，有機質(zhì)生化降解會產(chǎn)生熱量，第五章有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落課件熟化階段：當(dāng)有機物基本降解完時，嗜熱菌因為缺乏適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)料而停止生長，堆肥溫度逐漸下降。在冷卻的堆肥中，一系列新的微生物（主要是真菌和放線菌）將借助殘余有機物（包括死亡的微生物殘體）而生長，最終完成堆肥過程。腐熟堆肥的特征表面呈白色或灰白色，內(nèi)部呈黑褐色或棕黑色：秸稈和糞塊等完全腐熟，質(zhì)地松軟，無糞臭，散發(fā)出泥土氣味，不招引蚊蠅；pH8-9，呈弱堿性。熟化階段：當(dāng)有機物基本降解完時，嗜熱菌因為缺乏適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)料而停3、好氧堆肥過程要求的參數(shù)（1）供氧：30℃時，需氧量為1mg氧/g揮發(fā)性物質(zhì)。（2）含水量：含水量太低，微生物活動受抑制。45℃時應(yīng)控制在50%左右（3）CNP：C/N為10-25時，有機物降解速度最大，C/P適宜在75-150，不足可摻污泥（4）溫度：嗜溫菌30-40℃，嗜熱菌55-60℃，5-7d無變化（5）pH：理論上pH值對堆肥過程沒有影響3、好氧堆肥過程要求的參數(shù)4、堆肥工藝（1）靜態(tài)堆肥工藝（三）厭氧堆肥4、堆肥工藝（三）厭氧堆肥（2）高溫動態(tài)二次堆肥工藝（2）高溫動態(tài)二次堆肥工藝（3）立倉式堆肥工藝（3）立倉式堆肥工藝（4）滾筒式：又稱Dano式（丹諾）（4）滾筒式：又稱Dano式（丹諾）二、衛(wèi)生填埋法及滲濾層是在堆肥法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，處理原理與厭氧堆肥相同。衛(wèi)生填埋主要有厭氧、好氧和半好氧三種。填埋類型特點及應(yīng)用情況厭氧填埋操作簡單，施工費用低，可回收甲烷氣體，目前廣泛采用。好氧和半好氧填埋分解速度快，垃圾穩(wěn)定化時間短，但工藝要求較復(fù)雜，費用較高，尚處于研究階段。二、衛(wèi)生填埋法及滲濾層填埋類型特點及應(yīng)用情況厭氧填埋操作簡單ConceptillustrationofaTypicalSanitaryLandfillSiteConceptillustrationofaTypi第五章有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落課件第五章有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落課件填埋場中微生物活動過程1、好氧分解階段：2、厭氧分解不產(chǎn)甲烷階段：硫酸還原菌和反硝化細菌利用硫酸鹽和硝酸鹽，產(chǎn)生硫化物、氮氣和二氧化碳，其繁殖速度大于產(chǎn)甲烷菌。當(dāng)還原狀態(tài)達到一定程度后，才能產(chǎn)生甲烷。還原狀態(tài)的建立與環(huán)境因素有關(guān)，潮濕溫暖的填埋場能迅速完成這一階段。3、厭氧分解產(chǎn)甲烷階段：甲烷產(chǎn)量增加，溫度達到55℃時進入階段44、穩(wěn)定產(chǎn)氣階段：穩(wěn)定產(chǎn)生二氧化碳和甲烷填埋場中微生物活動過程第五章有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落課件

垃圾填埋后經(jīng)微生物分解和地表水影響會產(chǎn)生一定數(shù)量滲濾液。其性質(zhì)與垃圾種類、性質(zhì)及填埋方式有關(guān)，有機酸濃度高，總有機碳含量265-2800mg/L，pH6-8，有強烈腐敗臭味。

處理方法：1、現(xiàn)場建設(shè)污水處理設(shè)施，可用活性污泥法、曝氣塘、厭氧法處理2、輸送到污水處理場處理3、再循環(huán)：4、直接澆灑地面：垃圾填埋后經(jīng)微生物分解和地表水影響會產(chǎn)生一定數(shù)量滲濾液三、熱解

又叫干餾，熱分解或炭化。指有機物在隔氧條件下加熱分解的過程。四、焚燒處理工程

熱化學(xué)處理，是實現(xiàn)垃圾無害化和減量化的重要途徑，體積可減少80-90%，可殺滅病原菌，其焚燒熱可用于供熱和發(fā)電，三、熱解四、焚燒處理工程第二節(jié)

廢氣的生物處理

第二節(jié)

廢氣的生物處理

一、廢氣的處理方法物理化學(xué)：吸附、吸收、等離子體轉(zhuǎn)化法生物凈化：植物凈化，微生物凈化。產(chǎn)生臭味的物質(zhì)很多，分三大類：

含硫化合物：H2S、CH3SH、CH3SCH3、CH3SSCH3、CS2、SO2

含氮化合物：NH3、（CH3）3N

CH化合物或CHO化合物：低級醇、醛、脂肪酸。常提的八大惡臭物質(zhì)：H2S、NH3、（CH3）3N、CH3SH（MM）、CH3SCH3（DMS）、CH3SSCH3（DMDS）、CH3CHO、苯乙烯。一、廢氣的處理方法產(chǎn)生臭味的物質(zhì)很多，分三大類：處理方法：生物過濾法（生物固態(tài)法）：土壤脫臭、堆肥、生物過濾法生物洗滌法（生物懸浮法）：生物滴濾法、曝氣式、生物洗滌法處理方法：第五章有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落課件

微生物脫臭可分為三個過程：1、惡臭氣體的溶解過程，由氣相轉(zhuǎn)移到液相。這一過程是物理過程2、水中惡臭成分被微生物吸附、吸收，惡臭成分得以去除。作為吸收劑的水被再生復(fù)原，繼而再用以溶解新的廢氣成分。3、進入微生物細胞的惡臭成分作為營養(yǎng)物質(zhì)為微生物分解利用。微生物脫臭可分為三個過程：二、含硫惡臭污染物及NH3、CO2微生物處理（一）含硫惡臭污染物的凈化1、氧化硫的細菌：生絲微菌屬、硫桿菌屬、排硫硫桿菌屬、黃單胞菌屬、氧化硫硫桿菌等。

代謝途徑：生絲微菌對DMSO的代謝：CH3OSCH3→CH3SCH3→CH3SH+HCHOCH3CH+H2O→HCHO+H2S2、運行操作條件：pH6.5-7.5，溫度25-.35℃，相對濕度95%。二、含硫惡臭污染物及NH3、CO2微生物處理（一）含硫惡臭污第五章有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落課件（二）空氣中NH3、CO2的凈化處理方法：生物滴濾池法；利用藻類同化二氧化碳，合成谷氨酸（三）廢氣中揮發(fā)性有機污染物（VOC）的生物處理包括苯及其衍生物、酚及其衍生物、醇、醛、酮、脂肪酸等等。處理VOC多采用生物滴濾池法（二）空氣中NH3、CO2的凈化第十一章

有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落第十一章

有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群第一節(jié)

有機固體廢棄物的微生物處理

固體廢棄物（Solidwasters），按照《中華人民共和國固體廢物污染、環(huán)境防治法》的規(guī)定，是指在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他活動中產(chǎn)生的污染環(huán)境的固態(tài)、半固態(tài)廢棄物質(zhì)。固體廢物的產(chǎn)生對人類環(huán)境產(chǎn)生危害，一是侵占土地，二是污染環(huán)境第一節(jié)

有機固體廢棄物的微生物處理

固體廢棄物（S處理方法類型應(yīng)用堆肥法、厭氧消化法和填埋法生物處理法處理可生物降解的有機固體廢物焚燒法、熱解法化學(xué)處理法處理不可隨意排放的危險性廢物以及生活垃圾等

對固體廢棄物的處理，一部分可回收再利用，其他可用物理、化學(xué)、生物方法加以處理，常用的處理方法有：堆肥法、填埋法、焚燒法、熱解法。處理方法類型應(yīng)用堆肥法、厭氧消化法和填埋法生物處理法處理可生

一、堆肥法堆肥化（Composting），是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，發(fā)生生物穩(wěn)定作用（biostablization）（腐殖質(zhì)化）的生物化學(xué)過程，這一定義強調(diào)，堆肥原料是來自生物界，堆肥過程是在人工控制下進行，不同于衛(wèi)生填埋、廢物的自然腐化和腐爛。最早的堆肥法采用厭氧發(fā)酵，發(fā)酵周期長，占地面積大，現(xiàn)在采用好氧堆肥。一、堆肥法（二）好氧堆肥

1、好氧堆肥機理：是在有氧的條件下，借好氧微生物（主要是好氧細菌）的作用來進行的。在堆肥過程中，有機廢物中的可溶性有機物質(zhì)透過微生物的細胞壁和細胞膜為微生物所吸收：固體的和膠體的有機物先附在微生物體外，由微生物所分泌的胞外酶分解為可溶性物質(zhì)，再滲入細胞。微生物通過自身的生命活動——氧化還原和生物合成過程，把一部分被吸收的有機物氧化成簡單的無機物，并釋放出微生物生長、活動所需要的能量，把另一部分有機物轉(zhuǎn)化合成新的細胞物質(zhì)，使微生物生長繁殖，產(chǎn)生更多的生物體。（二）好氧堆肥2、好氧堆肥微生物：在堆肥過程中，有機質(zhì)生化降解會產(chǎn)生熱量，使堆肥物料的溫度上升。根據(jù)堆肥的升溫過程，可將其分為三個階段：起始階段、高溫階段、熟化階段。起始階段：為中溫好氧微生物分解有機物中易降解的葡萄糖、脂肪和碳水化合物，分解產(chǎn)生的熱量促使堆肥物料溫度上升。最常見的是無芽孢細菌、芽孢細菌和霉菌等

高溫階段：此時溫度上升到40-50℃，起始階段的微生物死亡，取代的微生物是一系列嗜熱菌，分解纖維素和半纖維素進一步使堆肥溫度上升到70℃。在溫度60-70℃的堆肥中，除一些孢子外，所有的病原微生物都會在幾小時內(nèi)死亡。2、好氧堆肥微生物：在堆肥過程中，有機質(zhì)生化降解會產(chǎn)生熱量，第五章有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落課件熟化階段：當(dāng)有機物基本降解完時，嗜熱菌因為缺乏適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)料而停止生長，堆肥溫度逐漸下降。在冷卻的堆肥中，一系列新的微生物（主要是真菌和放線菌）將借助殘余有機物（包括死亡的微生物殘體）而生長，最終完成堆肥過程。腐熟堆肥的特征表面呈白色或灰白色，內(nèi)部呈黑褐色或棕黑色：秸稈和糞塊等完全腐熟，質(zhì)地松軟，無糞臭，散發(fā)出泥土氣味，不招引蚊蠅；pH8-9，呈弱堿性。熟化階段：當(dāng)有機物基本降解完時，嗜熱菌因為缺乏適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)料而停3、好氧堆肥過程要求的參數(shù)（1）供氧：30℃時，需氧量為1mg氧/g揮發(fā)性物質(zhì)。（2）含水量：含水量太低，微生物活動受抑制。45℃時應(yīng)控制在50%左右（3）CNP：C/N為10-25時，有機物降解速度最大，C/P適宜在75-150，不足可摻污泥（4）溫度：嗜溫菌30-40℃，嗜熱菌55-60℃，5-7d無變化（5）pH：理論上pH值對堆肥過程沒有影響3、好氧堆肥過程要求的參數(shù)4、堆肥工藝（1）靜態(tài)堆肥工藝（三）厭氧堆肥4、堆肥工藝（三）厭氧堆肥（2）高溫動態(tài)二次堆肥工藝（2）高溫動態(tài)二次堆肥工藝（3）立倉式堆肥工藝（3）立倉式堆肥工藝（4）滾筒式：又稱Dano式（丹諾）（4）滾筒式：又稱Dano式（丹諾）二、衛(wèi)生填埋法及滲濾層是在堆肥法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，處理原理與厭氧堆肥相同。衛(wèi)生填埋主要有厭氧、好氧和半好氧三種。填埋類型特點及應(yīng)用情況厭氧填埋操作簡單，施工費用低，可回收甲烷氣體，目前廣泛采用。好氧和半好氧填埋分解速度快，垃圾穩(wěn)定化時間短，但工藝要求較復(fù)雜，費用較高，尚處于研究階段。二、衛(wèi)生填埋法及滲濾層填埋類型特點及應(yīng)用情況厭氧填埋操作簡單ConceptillustrationofaTypicalSanitaryLandfillSiteConceptillustrationofaTypi第五章有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落課件第五章有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落課件填埋場中微生物活動過程1、好氧分解階段：2、厭氧分解不產(chǎn)甲烷階段：硫酸還原菌和反硝化細菌利用硫酸鹽和硝酸鹽，產(chǎn)生硫化物、氮氣和二氧化碳，其繁殖速度大于產(chǎn)甲烷菌。當(dāng)還原狀態(tài)達到一定程度后，才能產(chǎn)生甲烷。還原狀態(tài)的建立與環(huán)境因素有關(guān)，潮濕溫暖的填埋場能迅速完成這一階段。3、厭氧分解產(chǎn)甲烷階段：甲烷產(chǎn)量增加，溫度達到55℃時進入階段44、穩(wěn)定產(chǎn)氣階段：穩(wěn)定產(chǎn)生二氧化碳和甲烷填埋場中微生物活動過程第五章有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落課件

垃圾填埋后經(jīng)微生物分解和地表水影響會產(chǎn)生一定數(shù)量滲濾液。其性質(zhì)與垃圾種類、性質(zhì)及填埋方式有關(guān)，有機酸濃度高，總有機碳含量265-2800mg/L，pH6-8，有強烈腐敗臭味。

處理方法：1、現(xiàn)場建設(shè)污水處理設(shè)施，可用活性污泥法、曝氣塘、厭氧法處理2、輸送到污水處理場處理3、再循環(huán)：4、直接澆灑地面：垃圾填埋后經(jīng)微生物分解和地表水影響會產(chǎn)生一定數(shù)量滲濾液三、熱解

又叫干餾，熱分解或炭化。指有機物在隔氧條件下加熱分解的過程。四、焚燒處理工程

熱化學(xué)處理，是實現(xiàn)垃圾無害化和減量化的重要途徑，體積可減少80-90%，可殺滅病原菌，其焚燒熱可用于供熱和發(fā)電，三、熱解四、焚燒處理工程第二節(jié)

廢氣的生物處理

第二節(jié)

廢氣的生物處理

一、廢氣的處理方法物理化學(xué)：吸附、吸收、等離子體轉(zhuǎn)化法生物凈化：植物凈化，微生物凈化。產(chǎn)生臭味的物質(zhì)很多，分三大類：

含硫化合物：H2S、CH3SH、CH3SCH3、CH3SSCH3、CS2、SO2

含氮化合物：NH3、（CH3）3N

CH化合物或CHO化合物：低級醇、醛、脂肪酸。常提的八大惡臭物質(zhì)：H2S、NH3、（CH3）3N、CH3SH（MM）、CH3SCH3（DMS）