微生物與固廢廢氣處理

微生物與固廢廢氣處理第一頁，共二十六頁，2022年，8月28日（一）垃圾問題的特點“四最問題”1、最晚得到重視：（較之大氣污染和水污染）2、最具綜合性的環(huán)境問題：（伴隨大氣污染和水污染）3、最難得到處置：（因為組成復雜且多變）4、最貼近的環(huán)境問題：（最貼近日常生活）第二頁，共二十六頁，2022年，8月28日（二）垃圾處理技術(shù)解決垃圾問題治標措施（處理技術(shù)）治本措施（源頭上減量）垃圾處理技術(shù)堆肥處理技術(shù)衛(wèi)生填埋技術(shù)焚燒處理技術(shù)綜合處理技術(shù)*在我國，衛(wèi)生填埋占70%以上；堆肥占20%以上第三頁，共二十六頁，2022年，8月28日

利用各種微生物，有控制地促進可生物降解的有機物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學過程。二、堆肥技術(shù)（Composting）厭氧堆肥技術(shù)好氧堆肥技術(shù)（高溫堆肥技術(shù)）第四頁，共二十六頁，2022年，8月28日（一）好氧堆肥原理

在好氧微生物的作用下,堆肥過程中有機物質(zhì)發(fā)生復雜的變化,C/N逐漸降低,微生物組成也發(fā)生改變。整個堆肥過程可分為4個階段：1、中溫階段：

堆肥初期，中溫好氧細菌和絲狀真菌利用垃圾中易分解有機物（糖類、蛋白質(zhì)、脂肪）旺盛繁殖，同時放出熱量。該階段溫度一般為15-50℃，時間一般為1-3天。第五頁，共二十六頁，2022年，8月28日2、高溫階段：

當溫度升高到50℃以上，嗜熱細菌、嗜熱真菌和放線菌開始強烈分解復雜有機物（如纖維素、半纖維素等）；當溫度升高至60℃，嗜熱真菌停止活動，繼續(xù)由嗜熱細菌和放線菌分解纖維素和半纖維素。當溫度升至70℃，致病菌和蟲卵被殺死，一般的嗜熱細菌和放線菌也停止活動。該階段產(chǎn)生大量腐殖質(zhì)，溫度一般為50-70℃，時間一般為3-8天。第六頁，共二十六頁，2022年，8月28日4、腐熟階段：該階段，堆肥物質(zhì)逐步進入穩(wěn)定化狀態(tài)。耗氧量大大減少，含水量也降低，堆肥物孔隙增大，氧擴散能力增強，此時只需自然通風。腐熟階段一般為20-30天。3、降溫階段：高溫階段之后，只剩下部分難分解有機物。此時微生物活動減弱，產(chǎn)熱量減少，溫度逐漸下降。中溫微生物又成為優(yōu)勢種。殘余物質(zhì)進一步分解，腐殖質(zhì)積累不斷加大。該階段時間一般為1-3天。第七頁，共二十六頁，2022年，8月28日好氧堆肥過程第八頁，共二十六頁，2022年，8月28日（二）影響好氧堆肥的主要因素（工藝參數(shù)）1、C/N：

(25-30):1為宜.2、通風量：

0.05-0.2m3/min.m33、濕度：

30℃時，含水率應在45%左右；

45℃時，含水率應在50%左右；4、顆粒度:

物料顆粒的平均適宜粒度為12-60mm5、pH:

一般不必調(diào)整。第九頁，共二十六頁，2022年，8月28日（三）好氧堆肥工藝靜態(tài)堆肥工藝（類似分批培養(yǎng)）動態(tài)堆肥工藝（類似連續(xù)培養(yǎng)）一次性堆肥工藝（在一個裝置中完成全過程）二次性堆肥工藝（在兩個裝置中完成全過程）第十頁，共二十六頁，2022年，8月28日

三、衛(wèi)生填埋技術(shù)（SanitaryLandfill）利用天然凹地，采用防滲、排水導氣等措施，將垃圾按填埋單元進行堆放。通過微生物的活動實現(xiàn)垃圾中有機物降解并產(chǎn)生沼氣，同時產(chǎn)生垃圾滲濾液，直至垃圾達到穩(wěn)定。

垃圾填埋場主要由以下三部分組成：（1）底部襯墊系統(tǒng)；（2）頂部封蓋系統(tǒng)；（3）排液排氣設施；第十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日第十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日（一）典型工藝流程第十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日（二）衛(wèi)生填埋的微生物學原理衛(wèi)生填埋的微生物活動可分為4個階段：1、好氧分解階段

在初始階段，因為垃圾傾倒帶入大量空氣，好氧微生物水解高分子有機物，再經(jīng)好氧呼吸產(chǎn)生CO2、H2O、NO3-、SO42-以及一些簡單有機物。當氧氣耗盡時進入?yún)捬蹼A段。第十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日2、厭氧分解不產(chǎn)甲烷階段

發(fā)酵細菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌，將上段生成的有機物厭氧轉(zhuǎn)化為乙酸、H2/CO2；一部分微生物進行無氧呼吸將NO3-、SO42-等還原為NH3、H2S等。3、厭氧分解產(chǎn)甲烷階段產(chǎn)甲烷菌將上段生成的乙酸、H2/CO2轉(zhuǎn)化為甲烷。4、穩(wěn)定產(chǎn)氣階段此階段穩(wěn)定地產(chǎn)生沼氣。其中，甲烷約占55-70%，CO2占30-40%左右，其余為少量的NH3、H2S等氣體。第十五頁，共二十六頁，2022年，8月28日衛(wèi)生填埋過程第十六頁，共二十六頁，2022年，8月28日（三）影響填埋場垃圾降解的主要因素（工藝參數(shù)）

垃圾填埋場可看作一個龐大的厭氧生物反應器，影響該反應器效率的因素很多，除了厭氧發(fā)酵的影響因素外，至少還包括：1、垃圾組成

如：廚房類垃圾的降解速度快；人工合成的高分子類垃圾的降解速度非常慢。2、水分

產(chǎn)沼氣最佳含水率為50-60%，過高的含水率會形成大量高濃度的滲濾液而導致沼氣產(chǎn)量減少。第十七頁，共二十六頁，2022年，8月28日（四）填埋工藝新進展

傳統(tǒng)填埋場的垃圾穩(wěn)定化過程較長，有時長達數(shù)十年。其主要原因是填埋場內(nèi)微生物活性低。1、滲濾液回流工藝

一是增加了填埋體內(nèi)水分，促進了微生物代謝；二是使?jié)B濾液中未被分解的有機物以及有毒有害物質(zhì)得以進一步生物降解。第十八頁，共二十六頁，2022年，8月28日2、供氧的填埋工藝（1）微好氧填埋工藝增大排氣和排水管徑，有利于空氣進入，從而擴大了填埋層的好氧區(qū)域，促進了有機物分解。（2）好氧填埋工藝增設鼓風設備，強制通風以擴大好氧區(qū)域。生物降解率明顯增加，但運行成本很高。第十九頁，共二十六頁，2022年，8月28日第2章微生物與固廢、廢氣處理

2.2廢氣的微生物處理技術(shù)物化法生物法植物凈化法微生物凈化法第二十頁，共二十六頁，2022年，8月28日一、廢氣微生物處理的原理1、廢氣首先由氣相經(jīng)傳質(zhì)過程進入到液相或固相表面液膜中。該過程可用下式表達：F=Ka.(C’–C)C’=Cg/HKa:傳質(zhì)系數(shù)

F:氣體傳遞速率C:液相中的濃度C’:與氣相平衡時液相中的濃度H:亨利常數(shù)第二十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日2、污染物在液相或液膜中被微生物吸附和降解，產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物一部分用于合成菌體，一部分進入液相，還有一部分（如CO2）進入到空氣中參與物質(zhì)循環(huán)。廢氣中污染物通過上述過程不斷減少，從而得到凈化。第二十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日二、廢氣微生物處理的主要影響因素（工藝參數(shù)）1、濕度

在生物濾池中填料的最佳含水量為40-60%（質(zhì)量比）。過高則水分充滿了濾料孔隙，減少了氣體停留時間，同時也會增加阻力；濕度過低則濾層會發(fā)生老化，微生物活性降低。2、溫度運行溫度一般在20-40℃為宜。第二十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日3、pH

一般在6-9為宜。在降解一些含氯、氮、硫的化合物時，會有酸積累，可加堿調(diào)節(jié)或定期沖洗和排放；處理H2S的微生物在時仍可正常運行。4、其他因素MLSS、DO、污泥馴化與否、營養(yǎng)鹽的投加等均會影