第十二章 有機固體廢棄物與廢氣的微生物處理及其微生物群落

固體廢物:人類生產和生活過程中產生的固體或泥狀的，暫時沒有利用價值的廢棄物質。化學成分：有機廢物、無機廢物形狀：固體廢物、泥狀廢物危害狀況：有害廢物、一般廢物來源：工業(yè)廢棄物、城市垃圾、農業(yè)固體廢棄物固體廢物廢棄物無害化、資源化、減量化，變廢為寶，凈化環(huán)境

簡單堆放法圍海造地法堆肥處置法焚燒處置法衛(wèi)生填埋法12.1有機固體廢棄物的微生物處理及其微生物群落一、固體有機廢物的堆肥處理技術堆肥化：依靠自然界廣泛分布的細菌、放線菌、真菌等微生物，有控制地促進可被微生物降解的有機物向穩(wěn)定的腐殖質轉化的生物化學過程。堆肥：深褐色、質地松散、有泥土味的物質。這種物質的養(yǎng)料價值不高，但卻是一種極好的土壤調節(jié)劑和改良劑，其主要成分是腐殖質。堆肥法：就是利用堆肥化過程來處理城市的生活垃圾及其他有機固體廢棄物的方法。12.1有機固體廢棄物的微生物處理及其微生物群落1、好氧堆肥通氣條件下借好氧性微生物活動使有機物降解，從而使固體廢棄物無害化、資源化。特點：高溫堆肥（一般在50-60℃，極限可達80-90℃）有機固體廢棄物微生物＋O2微生物細胞無機物＋能量合成氧化12.1有機固體廢棄物的微生物處理及其微生物群落好氧堆制的微生物學過程根據(jù)堆制過程中的溫度變化和微生物生長情況，堆制過程分為潛育期、中溫期、高溫期、腐熟期四個時期。潛育期latentphase調整適應時期微生物基本不生長堆溫基本不變化中溫期mesophilicphase堆肥初期(通常在1-3天)，肥堆中嗜溫性微生物利用可溶性和易降解性有機物作為營養(yǎng)和能量來源，迅速增殖，并釋放出熱能，使肥堆溫度不斷上升。此階段溫度在室溫至45℃范圍內，微生物以中溫、需氧型為主，通常是一些無芽胞細菌。也稱產熱階段，中溫階段，升溫階段，升溫期等。高溫期thermophilicphase當肥堆溫度上升到45℃以上時，即進入高溫階段。通常從堆積發(fā)酵開始，只須2-3天時間肥堆溫度便能迅速地升高到55℃，1周內堆溫可達到最高值（最高溫可達80℃）。除前一階段殘留的和新形成的可溶性有機物繼續(xù)分解轉化外，半纖維素、纖維素、蛋白質等復雜有機物也開始強烈分解。高溫期微生物嗜溫性微生物受到抑制，嗜熱性微生物逐漸取而代之。在50℃左右進行活動的主要是嗜熱性真菌和放線菌；溫度上升到60℃時，真菌幾乎完全停止活動，僅有嗜熱性放線菌和細菌活動；溫度上升到70℃以上時，大多數(shù)嗜熱性微生物已不適宜，微生物大量死亡或進入休眠狀態(tài)。高溫期自然調節(jié)此時，起作用的是嗜熱性芽孢桿菌，產生的熱量減少，堆溫自動下降。當堆溫降至70℃以下時，處于休眠狀態(tài)的嗜熱性微生物又重新活動，繼續(xù)分解難分解的有機物，熱量又增加，堆溫就處于一個自然調節(jié)的、延續(xù)較久的高溫期。高溫期作用高溫對于堆肥的快速腐熟起到重要作用，在此階段中堆肥內開始了腐殖質的形成過程，并開始出現(xiàn)能溶解于弱堿的黑色物質。C/N比明顯下降，肥堆高度隨之降低。通過高溫能有效殺滅有機廢棄物中病原物，按我國高溫堆肥衛(wèi)生標準（GB7959-87），要求堆肥最高溫度達50℃～55℃以上，持續(xù)5-7d。常見的病原物致死溫度和時間

病原物溫度（℃）時間（min）沙門氏傷寒菌55-6030沙門氏菌5560志賀氏（桿菌）5560內阿米巴組織的孢子45很短絳蟲55很短螺旋狀的毛線蟲幼蟲55很快微球菌屬化膿菌5010鏈球菌屬化膿菌5410結核分枝桿菌6615-20蛔蟲卵5060埃希氏桿菌屬大腸桿菌5560高溫堆肥衛(wèi)生標準(GB7959-87)

編號項目衛(wèi)生標準1堆肥溫度最高溫度達50～55℃以上，持續(xù)5～7天2蛔蟲卵死亡率95～100%3糞大腸菌值101～102

4蒼蠅有效控制蒼蠅孳生，堆肥周圍沒有活的蛆、蛹或新羽化的成蠅腐熟期maturationphase在高溫階段末期，只剩下部分較難分解的有機物和新形成的腐殖質，此時微生物活性下降，發(fā)熱量減少，溫度下降。此時嗜溫性微生物再占優(yōu)勢，對殘留較難分解的有機物作進一步分解，腐殖質不斷增多且趨于穩(wěn)定化，堆肥進入腐熟階段。降溫后，需氧量大量減少，肥堆空隙增大，氧擴散能力增強，此時只需自然通風。微生物相：細菌、真菌纖維素分解菌放線菌、能分解木質素的微生物。堆制升溫高溫降溫腐熟1-2d50-60℃中溫菌嗜熱菌中溫菌寄生蟲和病原菌被殺死30-40℃一次發(fā)酵二次發(fā)酵表面呈白色或灰白色，內部呈黑褐色或棕黑色：秸稈和糞塊等完全腐熟，質地松軟，無糞臭，散發(fā)出泥土氣味，不招引蚊蠅；pH8-9，呈弱堿性。2、腐熟堆肥的特征微生物群落的變化規(guī)律中溫型細菌(含放線菌)和真菌首先起作用，

②50℃左右，高溫菌出現(xiàn)，嗜熱性真菌和細菌(放線菌)為主。堆溫60℃時，真菌幾乎完全停止活動，嗜熱性放線菌與細菌繼續(xù)活動。高溫細菌主要是芽孢細菌屬、高溫放線菌屬。65-70℃時，大多數(shù)嗜熱性微生物也無法生活，或死亡，或休眠。最后，溫度下降，中溫型細菌、放線菌重新成為優(yōu)勢菌群，堆肥表面呈現(xiàn)白色或灰色。1、好氧堆肥微生物：初期：中溫好氧的細菌和真菌，分解碳水化合物、蛋白質、脂肪等。50℃：好熱性的細菌、放線菌和真菌分解纖維素和半纖維素。60℃：真菌停止活動。70℃：致病菌和蟲卵被殺死，一般的嗜熱高溫菌和放線菌也停止活動，堆肥腐熟穩(wěn)定。12.1有機固體廢棄物的微生物處理及其微生物群落1、好氧堆肥12.1有機固體廢棄物的微生物處理及其微生物群落靜態(tài)堆肥工藝高溫動態(tài)二次堆肥立倉式堆肥滾筒式堆肥堆肥工藝1、好氧堆肥12.1有機固體廢棄物的微生物處理及其微生物群落條形堆工藝示意圖靜態(tài)堆制工藝又稱為常規(guī)堆制工藝(conventionalcomposting)我國長期使用的一種有機肥堆制法。1、好氧堆肥12.1有機固體廢棄物的微生物處理及其微生物群落立倉式堆肥發(fā)酵塔滾筒式堆肥塔式堆制工藝箱式堆肥發(fā)酵池二、厭氧堆肥厭氧堆肥在無氧條件下，借厭氧微生物的作用，將有機廢棄物（包括城市垃圾、人畜糞便、植物秸稈、污水處理廠的剩余污泥等）進行厭氧發(fā)酵，制成有機肥料，使固體廢棄物無害化的過程。

特點：堆置方式與好氧堆肥法相同堆內不設通氣系統(tǒng)，堆溫低，腐熟及無害化所需時間較長簡便、省工封堆后1個月左右翻堆1次12.1有機固體廢棄物的微生物處理及其微生物群落二、衛(wèi)生填埋法及滲濾液衛(wèi)生填埋法是在堆肥法的基礎上