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(lái)源、廢渣種類與來(lái)源 2 2、垃圾污染危害與特點(diǎn)、垃圾污染危害與特點(diǎn) （1）、數(shù)量大，處理率低 （2）、組成復(fù)雜，四季變化 （3）、污染環(huán)境，危害嚴(yán)重 3 3、我國(guó)垃圾問(wèn)題的特點(diǎn)：、我國(guó)垃圾問(wèn)題的特點(diǎn)： （1）、最晚得到重視 （2）、最具綜合性的環(huán)境問(wèn)題 （3）、最難得到處置 （4）、最貼近的環(huán)境問(wèn)題 主要有：堆肥法、衛(wèi)生填埋法和焚燒法。 4 4、垃圾無(wú)害化處理的一般途徑：、垃圾無(wú)害化處理的一般途徑： 堆肥法：堆肥法：將經(jīng)過(guò)分選的有機(jī)垃圾堆積，在微生物的作用下使 其進(jìn)行發(fā)酵，從而轉(zhuǎn)化為

2、穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過(guò)程。 填埋法：填埋法：利用天然的山谷或低洼等凹地或平地，將垃圾分區(qū) 進(jìn)行堆放，在微生物的作用下使有機(jī)物分解，從而轉(zhuǎn)化為穩(wěn) 定的腐殖質(zhì)的過(guò)程。 焚燒法：焚燒法：將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的垃圾進(jìn)行焚燒，在高溫下使垃圾轉(zhuǎn) 化為化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的灰渣的過(guò)程。 5 5、微生物學(xué)在垃圾處理技術(shù)中的作用：、微生物學(xué)在垃圾處理技術(shù)中的作用： （1）、堆肥時(shí)微生物在垃圾降解過(guò)程中產(chǎn)生高溫，以殺死病 原微生物，并提供有機(jī)肥料； （2）、填埋時(shí)在微生物的作用下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解，使垃圾 減量化，并產(chǎn)生沼氣，提供能源； （3）、微生物處理垃圾可防治產(chǎn)生二次污染，產(chǎn)生的氣體和 滲濾液采用集中收集方式。 二二 、堆、堆 肥

3、肥 法法 1 1、概念、概念 堆肥法就是利用堆肥化過(guò)程來(lái)處理城市的生活垃圾及其 它可生物降解有機(jī)固體廢棄物的方法。 堆肥化使依靠自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌和真菌等 微生物，有控制地促進(jìn)可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì) 轉(zhuǎn)化的過(guò)程。 2 2、分類、分類 按降解有機(jī)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(dòng)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(shù)。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(jī) 固體廢棄物分解為小分

4、子有機(jī)物，部分有機(jī)物被礦化成無(wú)機(jī) 物的過(guò)程。在好氧堆肥過(guò)程中，會(huì)釋放出大量的熱能，使溫 度升高，可達(dá)50-65，甚至80-90，最后有機(jī)固體廢棄物 被完全腐熟成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。 （二）、高溫堆肥的微生物學(xué)過(guò)程（二）、高溫堆肥的微生物學(xué)過(guò)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(gè)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(jī)物外，嗜熱性微生物（主要是纖維素分解菌）開(kāi)始起主 要作用，將一些復(fù)雜有機(jī)物如纖維素、半纖維素、果膠

5、質(zhì)等 迅速分解，放出大量的熱，同時(shí)，腐殖質(zhì)開(kāi)始形成。 1 1、發(fā)熱（中溫）階段、發(fā)熱（中溫）階段 微生物旺盛繁殖，將垃圾中易分解的有機(jī)物（如淀 粉、糖類、蛋白質(zhì)等）迅速分解，同時(shí)放熱。 3 3、降溫階段、降溫階段 易利用分解的有機(jī)物已經(jīng)大部分被分解，剩下一些較 難分解的有機(jī)物如木質(zhì)素等，此時(shí)，微生物活動(dòng)減弱，溫度逐 漸下降，中溫性微生物又成為優(yōu)勢(shì)菌種。此階段開(kāi)始不強(qiáng)調(diào)充 氧量,只需自然通風(fēng)即可。 4 4、腐熟階段、腐熟階段 天然性有機(jī)物多數(shù)已分解，垃圾進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，腐 殖質(zhì)大量形成。此時(shí)只需自然通風(fēng)。 （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

6、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 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(dòng)態(tài)堆肥 （2）、按發(fā)酵過(guò)程分：一次發(fā)酵和二次發(fā)酵 （3）、按場(chǎng)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(yù)處理：挑選出不可堆肥化物質(zhì)，同時(shí)使物料粒度達(dá) 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(gè)階段，目的是分解大部 分有機(jī)物達(dá)到無(wú)害化。供氧方

7、式為強(qiáng)制通風(fēng)或翻堆攪拌。 （3）、二次發(fā)酵：包括降溫和腐熟2個(gè)階段，目的是使較難分 解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)。 （4）、后處理：將已熟化的堆肥產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)一步的處理，挑 選雜物。 （5）、脫臭：在進(jìn)行一、二次發(fā)酵過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行。方法 有：化學(xué)除臭法、溶劑吸收法、吸附劑吸收法。 3 3、問(wèn)題與改進(jìn)、問(wèn)題與改進(jìn) 達(dá)不到無(wú)害化，周期偏長(zhǎng)，堆肥過(guò)程中時(shí)有惡臭等。 （一）、概述（一）、概述 衛(wèi)生填埋法是運(yùn)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(shí)現(xiàn)填埋體內(nèi)垃圾無(wú)害化。 垃圾達(dá)到穩(wěn)定時(shí)間一般需要15年以上。 衛(wèi)生填埋要求采取各種預(yù)防措施，以盡量減少填埋 場(chǎng)地對(duì)周圍環(huán)境、大氣和地下水源的污染。

8、三、衛(wèi)三、衛(wèi) 生生 填填 埋埋 （二）、衛(wèi)生填埋場(chǎng)剖面示意圖（二）、衛(wèi)生填埋場(chǎng)剖面示意圖 （三）、衛(wèi)生填埋的微生物學(xué)過(guò)程（三）、衛(wèi)生填埋的微生物學(xué)過(guò)程 v1 1、好氧分解階段、好氧分解階段 v2 2、厭氧分解不產(chǎn)甲烷階段、厭氧分解不產(chǎn)甲烷階段 v3 3、厭氧分解產(chǎn)甲烷階段、厭氧分解產(chǎn)甲烷階段 v4 4、產(chǎn)甲烷階段、產(chǎn)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(jī)物經(jīng)好氧微 生物的作用將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CO2和一些較簡(jiǎn)單的有機(jī)物。 2 2、厭氧分解不產(chǎn)甲烷階段、厭氧分解不產(chǎn)甲烷階段 此階段發(fā)揮作用的主要有2類菌：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和同型產(chǎn) 乙酸菌。 3 3、厭氧

9、分解產(chǎn)甲烷階段、厭氧分解產(chǎn)甲烷階段 發(fā)揮作用的是一類專性厭氧的產(chǎn)甲烷菌。 4 4、穩(wěn)定產(chǎn)氣階段、穩(wěn)定產(chǎn)氣階段 此階段穩(wěn)定地產(chǎn)生沼氣，其中主要是CH4和CO2 ，也有少 量的NH3、H2S等氣體。 通過(guò)氣體成分的分析可判斷填埋場(chǎng)內(nèi)微生物活動(dòng)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(chǎn)量。 2 2、水分、水分 最佳含水率為50%-60%。 垃圾填埋場(chǎng)可看作一個(gè)龐大的厭氧生物反應(yīng)器，從提高 產(chǎn)氣總量和縮短穩(wěn)定時(shí)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

10、）、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(diǎn)及收集滲濾液的特點(diǎn)及收集 1、新填埋場(chǎng)的滲濾液：、新填埋場(chǎng)的滲濾液： pH值低，BOD5和COD濃度高，可生化性好。 2、老填埋場(chǎng)的滲濾液：、老填埋場(chǎng)的滲濾液： pH值中性，NH3-N濃度高，BOD5和COD濃度低，不 易進(jìn)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(jìn)行合并處理 2、滲濾液?jiǎn)为?dú)處理 3、填埋場(chǎng)內(nèi)循環(huán)噴灑處理 填埋工藝新進(jìn)展填埋工藝新進(jìn)展 1.生物反應(yīng)器式填埋技術(shù) 2.供氧的填埋技術(shù) 3.焚燒處理 4.綜合處理 由于填埋場(chǎng)內(nèi)垃圾的含水量逐漸

11、減少而限制了微生物的 活動(dòng)，因此垃圾穩(wěn)定化所需時(shí)間較長(zhǎng)。近年來(lái)，研究開(kāi)發(fā)調(diào) 動(dòng)填埋體內(nèi)微生物活動(dòng)為主的工藝措施成為一種趨勢(shì)。 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(xué)法和生物法，如吸附、吸收、 氧化及等離子體轉(zhuǎn)化等。生物法是最經(jīng)濟(jì)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(zhuǎn)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(duì)氣態(tài)污染物進(jìn)行處理， 如生物吸收池、生物洗滌池、生物滴濾池和生物過(guò)濾池。 二、廢氣生物處理反應(yīng)器中的微生物相二、廢

12、氣生物處理反應(yīng)器中的微生物相 、當(dāng)處理?yè)]發(fā)性有機(jī)污染物時(shí)，反應(yīng)器中的微生物以異 養(yǎng)微生物為主； 、當(dāng)處理?yè)]發(fā)性只含無(wú)機(jī)污染物時(shí)，反應(yīng)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：2040 3、pH：69 4、其他因素：如MLSS、DO等。 1 1、生物過(guò)濾法、生物過(guò)濾法微生物附著在固體介質(zhì)上，多用于 無(wú)機(jī)廢氣和揮發(fā)性有機(jī)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(jī)廢氣的處理。 3 3、生物滴濾塔、生物滴濾塔 微生物同時(shí)具有兩 種生長(zhǎng)特性，多用于揮 發(fā)性有機(jī)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