第五章固體廢物的生物處理

固體廢棄物的處理與處置

Treatment&DisposalofSolidWastes

環(huán)境工程系

楊治廣

、9—2011、12現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四第五章固體廢物的生物處理

第一節(jié)固體廢物的好氧堆肥處理

第二節(jié)固體廢物的厭氧消化處理第三節(jié)固體廢物的微生物浸出第四節(jié)固體廢物的其他生物處理技術(shù)現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四生物處理：

采用生物處理技術(shù)，利用微生物（細(xì)菌、放線菌、真菌）和動(dòng)物（蚯蚓等）分解廢物中的有機(jī)質(zhì)，回收能源和資源，實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢物的資源化、減量化和無(wú)害化，既變廢為寶，又解決環(huán)境污染。因此，生物處理技術(shù)是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠，切實(shí)可行的有機(jī)廢棄物處理技術(shù)?，F(xiàn)在是3頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四堆肥化（composting）:在人工控制的環(huán)境下,依靠自然界中廣泛分布的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物人為地促進(jìn)可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的微生物學(xué)過(guò)程。第一節(jié)好氧堆肥處理

現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四基本原理

堆肥過(guò)程中同化、異化作用反應(yīng)式。物質(zhì)變化、能量釋放與獲取

堆肥過(guò)程

堆肥過(guò)程四階段，物質(zhì)、溫度、微生物相變化

影響因素

六個(gè)主要因素堆肥工藝

六個(gè)階段及內(nèi)容

堆肥設(shè)備

四類

1

2

3

4

5

評(píng)價(jià)指標(biāo)

6

四類，15個(gè)

現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四堆肥的歷史：

1925年--印度的農(nóng)藝學(xué)家?！せ羧A德（AlbertHoward）發(fā)明“印多爾法”。

1932年意大利人貝卡里留把厭氧發(fā)酵和好氧發(fā)酵結(jié)合一起，把物料先放在密閉系統(tǒng)進(jìn)行厭氧發(fā)酵，然后再送入空氣進(jìn)行好氧發(fā)酵。

1933年，丹麥出現(xiàn)達(dá)諾法(利用回轉(zhuǎn)窯發(fā)酵倉(cāng)進(jìn)行好氧發(fā)酵)并在西歐和日本得到應(yīng)用。德國(guó)開發(fā)了巴登·巴登法

1940年，美國(guó)使用發(fā)酵槽進(jìn)行機(jī)械化堆肥，厄普·托馬斯法(Earp-Thomas法)。國(guó)際上出現(xiàn)了機(jī)械化較強(qiáng)的發(fā)酵裝置――立流移動(dòng)式攪拌發(fā)酵倉(cāng)。

20世紀(jì)60年代，日本已經(jīng)建成堆肥廠30多座。從20世紀(jì)70年代初開始，化肥大規(guī)模的使用；同時(shí)，城市生活垃圾的成分也發(fā)生了變化，垃圾中不可生物分解的成分日益增多，導(dǎo)致機(jī)械化程度較高的堆肥工藝較難推廣和堆肥產(chǎn)品的品質(zhì)差、生產(chǎn)效率低等。堆肥逐漸不再為人們所重視，許多堆肥廠陸續(xù)停產(chǎn)關(guān)閉。近年來(lái)，由于垃圾填埋場(chǎng)地的缺乏和垃圾焚燒可能導(dǎo)致的大氣污染，垃圾衛(wèi)生填埋和焚燒處理方法在某些方面受到較多的限制，堆肥處理又受到了較多的重視?，F(xiàn)在是6頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四堆肥的意義：

①對(duì)城市固體廢物進(jìn)行處理消納,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化、無(wú)害化，可以避免和減輕垃圾的大面積堆積，影響市容和城市垃圾自然腐敗、散發(fā)臭氣、傳播疾病，從而對(duì)人體和環(huán)境造成的危害。②可以將固體廢物中的適用組分盡快地納入自然循環(huán)系統(tǒng)（如堆肥可回歸農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中），促進(jìn)自然物質(zhì)循環(huán)與人類社會(huì)物質(zhì)循環(huán)的統(tǒng)一；③可以將大量有機(jī)固體廢物通過(guò)某種工藝轉(zhuǎn)換成有用的物質(zhì)和能源（如產(chǎn)生沼氣、生產(chǎn)葡萄糖、微生物蛋白等）；④堆肥化可減重、減容均約50%。由于城市固體廢物和農(nóng)業(yè)廢物數(shù)量巨大，其中農(nóng)業(yè)物質(zhì)資源（秸稈、稻殼、甘蔗渣、花生殼等）年產(chǎn)6×108t左右，城市垃圾年產(chǎn)生量約1.4×108t，可生物轉(zhuǎn)換利用的成分多，在當(dāng)前世界上普遍存在自然資源短缺及能源緊張的情況下，堆肥化回收和利用技術(shù)的開發(fā)具有深遠(yuǎn)的意義?，F(xiàn)在是7頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四堆肥的作用：

(1)改善土壤的物理性能施用堆肥對(duì)土壤性質(zhì)的影響主要包括三個(gè)方面：土壤物理性質(zhì)，天然化學(xué)性質(zhì)和土壤微生物性質(zhì)。表施用堆肥對(duì)土壤性質(zhì)的可能影響

土壤性質(zhì)類別

變化

化學(xué)性質(zhì)

有機(jī)質(zhì)含量N、P、S含量K、Ca、Mg含量pH值增大不一增大升高增大

微生物學(xué)性質(zhì)

細(xì)菌群體真菌和放線菌群體自養(yǎng)硝化細(xì)菌纖維素分解活性脲酶活性

增大增多增多增強(qiáng)增強(qiáng)

污染物

重金屬總量可浸提重金屬量重金屬的生物有效性難降解有機(jī)污染物含量

增大增大增大增大

現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四施用有機(jī)肥對(duì)土壤理化性質(zhì)的改變

處理有機(jī)質(zhì)

容重

總空隙度

持水量

pH值

含量/％

增加/％

容重/(g/cm3)

降低/(g/cm3)

含量/％

增加/％

持水量/％

增加/％

未用堆肥

2.06

1.62

35.1

14.1

5.9

用堆肥

4.43

115

1.15

40

57.8

60

23.6

67

7.3

施用綠肥對(duì)荒漠綠洲地的改良效果

處理

容重/(g/cm3)

水穩(wěn)性團(tuán)粒/％

速效氮(mg/kg)

＞0.25mm

＜0.25mm

亞田凊

1.35

6.1

93.9

100

對(duì)照

1.38

4.6

95.4

60

現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四堆肥的作用：

(2)肥料養(yǎng)分比較全面，成分比較多樣化，其中還含有多種植物生長(zhǎng)所必需的微量元素，滿足植物生長(zhǎng)對(duì)不同養(yǎng)分的需求。

(3)肥效期較長(zhǎng)堆肥屬緩效性肥料，堆肥養(yǎng)分的釋放緩慢、持久，故肥效期較長(zhǎng)，有利于滿足農(nóng)作物長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)對(duì)養(yǎng)分的需求，也不會(huì)出現(xiàn)施用化肥那樣短暫有效或施肥過(guò)頭的情況。并且堆肥中氮、鉀、銨等都是以陽(yáng)離子形態(tài)存在，由于腐殖質(zhì)帶陰電荷，有吸附陽(yáng)離子的作用，有助于粘土保住陽(yáng)離子，既能保住養(yǎng)分提高保肥能力，使粘土的離子交換容量提高幾十倍。

(4)微生物的作用強(qiáng)堆肥中含有大量有益微生物，是一種“生物肥料”。施用堆肥可以增加土壤中微生物的數(shù)量，通過(guò)微生物的活動(dòng)改善土壤的結(jié)構(gòu)和性能，微生物分泌的各種有效成分還可直接或間接地被植物吸收而起到有益的作用。

(5)腐殖質(zhì)具有螯合作用，施用堆肥時(shí)，一方面由于其中的螯合劑能和鋁、鐵等金屬結(jié)合，使穩(wěn)定狀態(tài)變成易分解狀態(tài)，所以能促進(jìn)有機(jī)物分解，促進(jìn)氮肥和其它養(yǎng)分的供應(yīng)。另一方面對(duì)于作物有害的銅、鉛、鎘等重金屬也可與腐殖質(zhì)反應(yīng)而降低其危害程度，利于作物生長(zhǎng)。但與化肥相比，堆肥的肥效較低，且體積大，運(yùn)輸和施用起來(lái)不方便。

現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四堆肥的經(jīng)濟(jì)效益：堆肥化處理的經(jīng)濟(jì)效益主要有兩方面，一是對(duì)固體廢物的消納作用，二是作有機(jī)肥料和土壤調(diào)節(jié)劑。前者由于其可以將固體廢物直接轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料，還原大自然，它不像填埋處理需要占用大量的土地，也不像焚燒那樣產(chǎn)生大量尾氣，從資源化的角度，可以說(shuō)是最理想的處理方法。但是，隨著生活水平的提高和生活方式的多樣化，固體廢物的成分日趨復(fù)雜，要得到理想的堆肥化產(chǎn)品，除了需要傳統(tǒng)的發(fā)酵過(guò)程外，必須設(shè)置復(fù)雜的分選、破碎過(guò)程，從而大大增加了堆肥化處理的費(fèi)用。同時(shí)，由于固體廢物中大量雜質(zhì)和有毒有害化學(xué)物質(zhì)的混入，從而使得堆肥化產(chǎn)品作為肥料或土壤改良劑的價(jià)值大大降低，不妥當(dāng)?shù)奶幚磉€可能帶來(lái)對(duì)土壤的污染和對(duì)農(nóng)作物的危害。現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四堆肥原料：隨著人類生活水平的日益提高，相應(yīng)產(chǎn)生越來(lái)越多的固體廢棄物，在這些固體廢棄物中，有相當(dāng)大一部分是有機(jī)廢物，特別是農(nóng)牧漁業(yè)及其產(chǎn)品加工產(chǎn)生的廢棄物；生活用品廢棄物，如廢紙張、廢布、廢塑料袋等等生活垃圾；人、畜、禽糞便；污水處理廠產(chǎn)生的有機(jī)廢物污泥等，含有大量的有機(jī)成分。有機(jī)廢物進(jìn)入環(huán)境，由于其中夾帶大量病菌，會(huì)傳染疾病；產(chǎn)生含高濃度有機(jī)物的滲濾液，嚴(yán)重污染地下水和地表水；如堆積量過(guò)大，會(huì)因缺氧產(chǎn)生大量沼氣，聚積而出，遇明火發(fā)生爆炸，引起火災(zāi)，造成人身傷亡。因此，如何處理這部分有機(jī)廢物，加速有機(jī)物質(zhì)的穩(wěn)定，使有機(jī)廢物無(wú)害化，是必須解決的環(huán)境問(wèn)題。

生活垃圾、有機(jī)污泥、人畜糞便、農(nóng)林廢物。現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四異化作用

同化作用

細(xì)胞物質(zhì)(微生物繁殖)

CO2,H2O,NH3,PO43-,O42-

能量

堆肥有機(jī)物(含C，H，O，N，P，S，Cl)、氧和微生物轉(zhuǎn)入環(huán)境

釋放、轉(zhuǎn)化為熱

+

好氧堆肥基本原理

好氧微生物在于空氣充分接觸的條件下，使堆肥原料中的有機(jī)物發(fā)生一系列放熱反應(yīng)，最終使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單而穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過(guò)程?，F(xiàn)在是13頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四好氧堆肥過(guò)程

適應(yīng)新環(huán)境（馴化階段）

嗜溫性細(xì)菌、酵母菌、放線菌分解最易分解的可溶性物質(zhì)，淀粉、糖類增多，溫度↗45℃（產(chǎn)熱階段）

嗜熱性微生物、細(xì)菌；殘留可溶性物質(zhì)，纖維素、半纖維素、蛋白質(zhì)，溫度↗45~70℃

嗜溫性微生物、多為難分解物質(zhì)，溫度↘現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四影響因素及工藝

堆肥化效果

供氧量由化學(xué)式計(jì)算

C/N（9-12）和C/P（75-150）

主發(fā)酵

發(fā)酵倉(cāng)或露天堆積，強(qiáng)制或翻堆攪拌供氧主發(fā)酵期4~12d

前處理

1

2

后發(fā)酵

進(jìn)一步分解難分解有機(jī)物，條堆或靜態(tài)堆肥，20~30d

3

貯存

夏冬需貯存，容納6個(gè)月的貯存設(shè)備；干燥透氣

6

后處理

含水率50-60%

溫度和有機(jī)物含量55-60，20-80%

顆粒度2-60mm

分選、破碎、篩分、混合、養(yǎng)分及水分調(diào)節(jié)

脫臭

產(chǎn)生氨、硫化氫、甲基硫醇、胺類等?；瘜W(xué)除臭劑；堿、水溶液過(guò)濾；熟堆肥、沸石等吸附劑吸附

5

分選設(shè)備去除塑料、玻璃金屬、小石塊；加入N、P、K制復(fù)肥

4

現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四表常見有機(jī)廢物的C/N比

物質(zhì)C/N比物質(zhì)C/N比

稻草、麥桿70～100豬糞7～15木屑200～1700雞糞5～10稻殼70～100污泥6～12樹皮100～350雜草12～19牛糞8～26廚余20～25水果廢物34.8活性污泥6.3表不同C/N的堆肥化情況

C/N

20﹕1

（25～50）﹕1

78﹕1

80

所需時(shí)間/d

9～12

10～19

21

現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四表堆肥工藝各工序的功能

前處理工序

發(fā)酵工序

后處理工序

選料：控制垃圾投入量和投入比例分選：廢品回收，去除部分非堆肥物質(zhì)和有害產(chǎn)品破碎：將選出的大塊可堆肥物破碎為適合堆肥的程度混合：調(diào)整垃圾水分、碳氮比至一定值

一次發(fā)酵：進(jìn)行最初的微生物分解，系高溫發(fā)酵，是實(shí)現(xiàn)垃圾無(wú)害化的階段二次發(fā)酵：進(jìn)行無(wú)害化處理后的垃圾進(jìn)一步腐熟，使之成為熟堆肥

篩分：去除影響堆肥物使用的大顆粒物質(zhì)重力分選：去除堆肥中的硬質(zhì)雜物以提高堆肥質(zhì)量專用肥配制：添加無(wú)機(jī)肥料，使之成為復(fù)合肥料

現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四堆肥化設(shè)備

堆肥化設(shè)備

破碎設(shè)備沖擊磨、破碎機(jī)等

混合設(shè)備攪拌機(jī)、裝載機(jī)等

輸送設(shè)備帶式、刮板輸送機(jī)等

分離設(shè)備篩子

斗式裝載機(jī)或推土機(jī)、垮式翻堆機(jī)、側(cè)式翻堆機(jī)

應(yīng)堆肥產(chǎn)品質(zhì)量高、操作員少、臭味控制有效、空間限制少、環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。垂直、傾斜及水平固體流

生物過(guò)濾器：熟化的堆肥、樹皮、木片、粒狀的泥炭等，負(fù)荷為80~120m3?m-3?h-1)，出氣溫度維持在20~40℃；

物料處理設(shè)備

翻堆設(shè)備

反應(yīng)器堆肥系統(tǒng)

除臭設(shè)備

現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四技術(shù)

分離物料

技術(shù)

分離物料

篩分

大：塑料膜、大紙張、硬紙板、其他雜物中：可回收物品、大部分有機(jī)廢物、其他雜物小：有機(jī)廢物、金屬碎片、其他雜物

風(fēng)選

輕物料：紙、塑料重物：金屬、玻璃、有機(jī)廢物

人工分選

可回收物品、惰性廢物和化學(xué)廢物

濕選

漂浮物：有機(jī)廢物、其他雜物沉淀物：金屬、玻璃、砂石、其他雜物

磁分選

鐵

渦流分選

有色金屬

沖擊分選

輕物料：塑料、未分解的紙張中等重量物料；堆肥重物料：金屬、玻璃、砂石、其他雜物

表用于城市固體廢物堆肥系統(tǒng)的分離技術(shù)現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

表不同翻堆設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)

項(xiàng)目

斗式裝載機(jī)或推土機(jī)

垮式翻堆機(jī)

側(cè)式翻堆機(jī)

優(yōu)點(diǎn)

便宜，操作簡(jiǎn)單

條垛間距小，堆肥占地面積小

堆肥徹底，堆料混合均勻；條垛大小不受限制

缺點(diǎn)

堆料易壓實(shí)；堆料混合不均勻；條垛間距應(yīng)≥10m，可利用的堆肥場(chǎng)地小

條垛大小受到嚴(yán)重限制，處理的物料少

易損壞，翻堆能力小

現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四控制臭味措施：

1.堆肥過(guò)程控制

2.調(diào)查可能的臭味來(lái)源

3.建立臭味收集系統(tǒng)

4.建立臭味處理系統(tǒng)

5.控制殘留臭味的有效擴(kuò)散堆肥過(guò)程控制是減少臭味產(chǎn)生的關(guān)鍵因素，但不能完全有效地控制臭味?，F(xiàn)在是21頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四腐熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)

化學(xué)指標(biāo)pH/COD/BOD/VS/碳氮比/氮化物/腐殖酸

工藝指標(biāo)溫度耗氧速率400mg/(kg·h)

堆肥腐熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)

物理學(xué)指標(biāo)氣味/粒度/色度

生物學(xué)指標(biāo)呼吸作用/生物活性/發(fā)芽指數(shù)

腐熟度：堆肥中的有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)礦化、腐殖化過(guò)程最后達(dá)到穩(wěn)定的程度?，F(xiàn)在是22頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四堆肥化產(chǎn)品的質(zhì)量要求和標(biāo)準(zhǔn)雜質(zhì)粒度/mm蛔蟲卵死亡率大腸桿菌有機(jī)質(zhì)總氮溫度﹥3%1295-100%10-1-10-2≧10%≧0.5%﹥550C總鉀Hg/(mg/kg)Cb/(mg/kg)Cr/(mg/kg)Pb/(mg/kg)As/(mg/kg)總磷≧1.0%≦5≦3≦300≦100≦30≧0.3%現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四厭氧消化:也稱厭氧發(fā)酵，指在厭氧狀態(tài)下利用微生物使固體廢物中有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)镃H4和CO2的過(guò)程

第二節(jié)厭氧消化處理

現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

廢物在厭氧的條件下通過(guò)微生物的代謝活動(dòng)而被穩(wěn)定化，同時(shí)伴有甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）的產(chǎn)生。厭氧消化處理是一種在厭氧狀態(tài)下利用微生物使垃圾中的有機(jī)物快速轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的厭氧消化技術(shù)，它可以去除廢物中30％－50％的有機(jī)物并使之穩(wěn)定化。厭氧發(fā)酵是實(shí)現(xiàn)有機(jī)固體廢物無(wú)害化、資源化的一種有效方法。

概念

厭氧發(fā)酵

現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四厭氧發(fā)酵歷史：1630年，歐洲海爾曼發(fā)現(xiàn)有機(jī)物腐爛過(guò)程中產(chǎn)生的一種可燃?xì)怏w---沼氣。1896年，英國(guó)小城Exeter以污泥為原料建立厭氧消化池，沼氣用于街道照明。19世紀(jì)80年代，中國(guó)廣東沿海出現(xiàn)簡(jiǎn)易沼氣發(fā)酵池，19世紀(jì)末出現(xiàn)瓦斯庫(kù)。20世紀(jì)初，中國(guó)臺(tái)灣羅國(guó)瑞從事天然瓦斯研究，于1920年建8m3小型沼氣池。20世紀(jì)50年代,中國(guó)推廣沼氣，有機(jī)廢料厭氧消化產(chǎn)沼氣有較大發(fā)展是進(jìn)20多年的事情。70年代末、80年代初，中國(guó)農(nóng)村沼氣建設(shè)迅速發(fā)展。1996年底，全國(guó)建池農(nóng)戶600萬(wàn)戶以上，建成大中型沼氣池460多座。僅大中型沼氣池年處理有機(jī)廢物達(dá)3000萬(wàn)噸左右。1980年，歐共體委員會(huì)曾經(jīng)預(yù)測(cè)，歐洲10%--15%的能源將由新的替代能源產(chǎn)品提供，使得厭氧消化技術(shù)的研究重新受到人們的注目?，F(xiàn)在是26頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四厭氧消化技術(shù)特點(diǎn)：

①過(guò)程可控制、降解快、生產(chǎn)過(guò)程全封閉；②能源化效果好，可以將潛在于廢棄有機(jī)物中的低品位生物能轉(zhuǎn)化為可以直接利用的高品位沼氣；③易操作，與好氧處理相比厭氧消化吸收不需要通風(fēng)動(dòng)力，設(shè)施簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，屬于節(jié)能型處理方法；④產(chǎn)物可再利用，適于處理高濃度有機(jī)廢水和廢物，經(jīng)厭氧消化后的廢物基本得到穩(wěn)定，可以作農(nóng)肥、飼料或堆肥化原料；⑤厭氧微生物的生長(zhǎng)速度慢，常規(guī)方法的處理效率低，設(shè)備體積大；⑥厭氧過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生H2S等惡臭氣體；⑦可殺死傳染性病原菌，有利于防疫?，F(xiàn)在是27頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四發(fā)酵原料

生活垃圾、有機(jī)污泥、人畜糞便、農(nóng)林廢物。

1常見發(fā)酵原料的理論產(chǎn)氣量

甲烷產(chǎn)氣量為：

E=0.37A+0.49B+1.04C式中E:每克發(fā)酵原料的理論產(chǎn)甲烷量，L;A、B、C：分別為每克發(fā)酵原料中碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪類化合物的重量g。二氧化碳理論產(chǎn)量為：

D=0.37A+0.49B+0.36C現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四常見沼氣發(fā)酵原料的組分和理論產(chǎn)氣量現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四2原料的產(chǎn)氣率和甲烷含量

沼氣發(fā)酵原料產(chǎn)生率指單位重量的原料在發(fā)酵原料過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣量。通常用原料所含總固體的量作原料單位表示的產(chǎn)氣量。

3原料的總固體百分含量和總固體量

MTS=W2/W1×100%WTS=W·MTSMTS：發(fā)酵原料總固體百分含量；W1：發(fā)酵原料樣品重量；W2：樣品在1050±20條件下烘干衡重量；W：發(fā)酵原料重量；WTS：發(fā)酵原料所含總固體量?，F(xiàn)在是30頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四4原料的碳氮比

1）混合原料碳氮比的計(jì)算

2）發(fā)酵料漿的配制現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四常用發(fā)酵原料的產(chǎn)沼氣率現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四常用發(fā)酵原料的碳氮比現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四厭氧消化原理

堆肥有機(jī)物微生物

有機(jī)酸，醇類，O2，NH3，H2S等，能量，微生物

細(xì)胞物質(zhì)

CO2，CH4等，能量

細(xì)胞物質(zhì)

現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四厭氧消化原理

細(xì)胞物質(zhì)(微生物繁殖)

有機(jī)酸、醇類、CO2、H2S、NH3、能量

堆肥有機(jī)物(C、N、O、H、P、S等)

細(xì)胞物質(zhì)

CO2、CH4等，能量

酸性發(fā)酵階段

堿性發(fā)酵階段

兩段理論現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四厭氧消化的影響因素

添加物和抑制物K\Na\Mg\Zn\P等促進(jìn)，蛋白質(zhì)尿酸Cu\Cr\Ni\Sn等抑制

厭氧條件氧化還原電位-300mv

接種物5%

溫度40-65

原料配比C:N=(20-30):1

攪拌

pH6.5-7.5

其它因素

現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四厭氧消化工藝

根據(jù)消化溫度劃分工藝類型

高溫消化工藝

自然溫度消化工藝

最佳溫度范圍是47~55℃，此時(shí)有機(jī)物分解旺盛，消化快，物料在厭氧池內(nèi)停留時(shí)間短，非常適用于城市垃圾、糞便和有機(jī)污泥的處理培養(yǎng)高溫消化菌、維持高溫、投料和排料、攪拌消化物料

目前我國(guó)農(nóng)村都采用這種消化類型。這種工藝的消化池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、施工容易、便于推廣，但受季節(jié)影響明顯消化周期須視季節(jié)和地區(qū)的不同加以控制現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四圖

自然溫度半批量投料沼氣發(fā)酵工藝流程

加活性污泥

定期出料

送農(nóng)田

原料選擇

原料預(yù)處理

配料

入池發(fā)酵產(chǎn)氣

大出料

定期加料

現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四厭氧消化工藝

根據(jù)投料運(yùn)轉(zhuǎn)方式劃分工藝類型

連續(xù)消化工藝

半連續(xù)消化工藝

兩步消化工藝

投料啟動(dòng)后，經(jīng)一段時(shí)間的消化產(chǎn)氣，連續(xù)定量的添加消化原料和排出舊料；其消化時(shí)間能夠長(zhǎng)期連續(xù)進(jìn)行。工藝易于控制，能保持穩(wěn)定的有機(jī)物消化速率和產(chǎn)氣率，但該工藝要求較低的原料固形物濃度

啟動(dòng)時(shí)一次性投入較多的消化原料，當(dāng)產(chǎn)氣量趨于下降時(shí)，開始定期添加新料和排出舊料，以維持比較穩(wěn)定的產(chǎn)氣率。

農(nóng)村較適用

兩個(gè)反應(yīng)器；根據(jù)兩段理論設(shè)計(jì)

現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四厭氧消化工藝

回流攪拌

厭氧消化反應(yīng)池

沉淀池

貯氣柜

備料池

有機(jī)固體廢物

回流備料

肥料

用戶

池底污泥或消化料液

消化產(chǎn)氣

加水封池

入池堆漚

大換料

拌料接種

備料

肥料

定期或不定期出料

定期或不定期加料

活性污泥或其他接種物

連續(xù)消化工藝

半連續(xù)消化工藝

現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四消化器

紅泥塑料沼氣池：批量進(jìn)料半塑式沼氣池/二塊模式全塑沼氣池/袋式全塑沼氣池/干濕交替消化沼氣池

水壓式消化池水壓式沼氣池具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、施工方便；但由于溫度不穩(wěn)定，產(chǎn)氣量不穩(wěn)定，因此原料的利用率低。長(zhǎng)方形甲烷消化池

現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四水壓式沼氣池

現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四長(zhǎng)方形甲烷消化池

現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四紅泥塑料消化池

現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

水壓式消化池設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)參數(shù)（1）氣壓7480Pa（80cm水柱）為宜；（2）池容產(chǎn)氣率：指每立方米發(fā)酵池容積1晝夜的產(chǎn)氣量，單位為m3沼氣/（m3池容.d）。通常采用的池容產(chǎn)氣率有0.15、0.20、0.25和0.30幾種。（3）貯氣量：指氣箱內(nèi)的最大沼氣貯存量。以12小時(shí)產(chǎn)氣量為宜。（4）池容：指發(fā)酵間的容積。農(nóng)村常用的容積有4、6、8、10立方米等。（5）投料率：指最大限度投入的料液所占發(fā)酵間容積的百分比，一般在85-95%?，F(xiàn)在是46頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四2發(fā)酵間的設(shè)計(jì)（1）確定池容池容＝用氣水平×家庭人口數(shù)預(yù)計(jì)池容池產(chǎn)氣率（2）

確定貯氣量貯氣量＝池容產(chǎn)氣率×池容×1/2現(xiàn)在是47頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

（3）計(jì)算圓筒形發(fā)酵間容積：圓筒形發(fā)酵間由池蓋、池身、池底組成。式中：V1、V2、V3----分別為池蓋容積、池底容積、池身容積；

f1，f2-----分別為池蓋矢高、池底矢高；現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

R-------池體內(nèi)徑；

H-------池身高度；一般認(rèn)為f1/D=1/5;f2/D=1/8;H=D/2.5時(shí)，沼氣池的尺寸比較合理?，F(xiàn)在是49頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四（4）確定進(jìn)出料管安裝位置：水壓式沼氣池進(jìn)出料管的水平位置，一般都確定在發(fā)酵間直徑的兩端。進(jìn)出料管的垂直位置一般都確定在發(fā)酵間的最低設(shè)計(jì)液面高度處。①計(jì)算死氣箱拱的矢高

f死=h1+h2+h3式中：h1----池蓋拱頂點(diǎn)到活動(dòng)蓋下緣平面的距離，對(duì)65厘米直徑的活動(dòng)蓋，該值在10-15厘米之間；

h2------導(dǎo)氣管下露出長(zhǎng)度，取3-5厘米；

h3------導(dǎo)氣管下口到O-O液面距離，一般取20-30厘米?，F(xiàn)在是50頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

②計(jì)算死氣箱容積

V死=πf2死(r1+f死/3)V死、f死、r1分別為死氣箱容積、死氣箱矢高、池蓋曲率半徑。

③計(jì)算投料率投料率=（V-V死）/V×100%V、V死------分別為沼氣池容積和死氣箱容積。

現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

④計(jì)算最大貯氣量

V貯=池容×池容產(chǎn)氣率/2⑤計(jì)算氣箱總?cè)莘e

V氣=V死+V貯⑥計(jì)算池蓋容積

V1=πf1(3R2+f12)/6V1、f1、R分別為池蓋容積、池蓋矢高和池體內(nèi)徑。

現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

⑦計(jì)算發(fā)酵間的最低液面位A-A

對(duì)一般沼氣池來(lái)說(shuō)，V氣均大于V1，也就是說(shuō)，A-A液面位置在圓筒形池身范圍內(nèi)。要確定進(jìn)、出料管的安裝位置，應(yīng)首先算出氣箱在圓筒形池身部分的容積

V筒=V氣-V1V筒=πR2h筒由此可求出圓筒形池身內(nèi)氣箱部分的高度。A-A液面位在池蓋與池身交接平面以下h筒的位置上。

現(xiàn)在是53頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

3水壓間的設(shè)計(jì)水壓間的設(shè)計(jì)包括確定以下三個(gè)尺寸：

1）水壓間的地面標(biāo)高：此標(biāo)高應(yīng)確定在發(fā)酵間初始工作狀態(tài)時(shí)的液面位置O-O水平；

2）水壓間的高度（?H）：此高度應(yīng)等于發(fā)酵間最大液面下降值（H1）與水壓間液面最大上升值（H2）之和，即?H=H1+H2；

3）水壓間容積：此容積等于池內(nèi)最大貯氣量?，F(xiàn)在是54頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四概念微生物浸出:利用微生物新陳代謝過(guò)程或代謝產(chǎn)物將廢物中目的元素轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹軤顟B(tài)并得以分離的過(guò)程。第三節(jié)微生物浸出

現(xiàn)在是55頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四微生物浸出史

1887年

發(fā)現(xiàn)

1922年

浸出ZnS

1947年

發(fā)現(xiàn)

ThiolacillusFerrooniclans

1954年

高效

1958年

專利申請(qǐng)

1

2

3

4

5

20~40年工業(yè)應(yīng)用歷史貧礦、尾礦廢渣Cu、U、Zn、Mn、As、Ni、Co、Mo等

現(xiàn)在是56頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四浸礦微生物

菌種主要生理特性最佳pH氧化鐵硫桿菌Fe2+Fe3+、S2O32-SO42-

2.5~5.3氧化鐵桿菌Fe2+Fe3+

3.5氧化硫鐵桿菌

SSO42-、

Fe2+Fe3+

2.8氧化硫桿菌

SSO42-、

S2O32-SO42-

2.0~3.5聚生硫桿菌

SSO42-、

H2SSO42-

2.0~4.0均為硫桿菌屬，都屬于化能自養(yǎng)菌，能在較高溫度和較強(qiáng)酸性環(huán)境中生長(zhǎng)?，F(xiàn)在是57頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四浸礦機(jī)理

化學(xué)反應(yīng)說(shuō)

直接作用說(shuō)

化學(xué)反應(yīng)說(shuō)認(rèn)為細(xì)菌的作用在于生產(chǎn)優(yōu)良浸出劑H2SO4和Fe2（SO4）3，金屬的溶解則是純的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。附著于礦物表面的細(xì)菌能通過(guò)酶活性直接催化礦物而使礦物氧化分解，并從中直接得到能源和其他礦物營(yíng)養(yǎng)元素滿足自身生長(zhǎng)需要。現(xiàn)在是58頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四化學(xué)反應(yīng)說(shuō)認(rèn)為細(xì)菌的作用在于生產(chǎn)優(yōu)良的浸出劑H2SO4和Fe2(SO4)3:2S+3O2+2H2O2H2SO44FeSO4+2H2SO4+O22Fe2(SO4)3+2H2O金屬的溶解浸出是純化學(xué)反應(yīng)過(guò)程：Cu2S+Fe2(SO4)32FeSO4+CuSO4+CuSCuS+Fe2(SO4)32FeSO4+CuSO4+S氧化硫桿菌氧化鐵硫桿菌現(xiàn)在是59頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四直接作用說(shuō)：細(xì)菌通過(guò)酶活性直接作用礦物表面使礦物氧化分解：Cu2S+H2SO4+5/2O22CuSO4+H2O細(xì)菌現(xiàn)在是60頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四細(xì)菌浸出工藝

浸出噴灑法灌溉法垂直管法均勻分布pH<2

金屬回收循環(huán)浸出置換電積其它金屬

菌液再生pH再生池

現(xiàn)在是61頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四細(xì)菌浸出影響因素

微生物因素：菌種、細(xì)菌適應(yīng)性、培養(yǎng)基的成分及氧和碳（氮、磷、能源、氧和二氧化碳）、有害組分和抑制組分、鐵離子等物理因素：PH值、溫度、氧化還原電位等工藝技術(shù)因素：礦石粒度、礦漿濃度等其他因素：表面活性劑、光照、金屬離子、滲透壓等現(xiàn)在是62頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四浸出處理放射性廢渣

利用細(xì)菌浸出放射性廢渣可以回收核燃料。這些細(xì)菌包括：氧化硫桿菌、氧化鐵桿菌、氧化鐵硫桿菌。浸出過(guò)程：2S+3O2+2H2O2H2SO42FeS2+2H2O+7O22FeSO4+2H2SO4

4FeSO4+2H2SO4+O22Fe2(SO4)3+2H2OUO2+Fe2(SO4)3UO2SO4+2FeSO43U3O8+9H2SO4+3/2O29UO2SO4+9H2O氧化硫桿菌氧化硫桿菌氧化鐵硫桿菌現(xiàn)在是63頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四浸出處理放射性廢渣

現(xiàn)在是64頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四第四節(jié)其它生物技術(shù)

蚯蚓床技術(shù)

蚯蚓

農(nóng)林廢物、城市生活垃圾、污水廠污泥

蚯蚓糞

微生物

分解、半分解有機(jī)質(zhì)

蚯蚓床

現(xiàn)在是65頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四固體廢棄物的蚯蚓分解處理是根據(jù)蚯蚓在自然生態(tài)系統(tǒng)中具有促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化的功能而在垃圾發(fā)酵處理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)主要針對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物、城市有機(jī)生活垃圾和污水廠污泥的生物處理技術(shù)。由于蚯蚓分布廣、適應(yīng)性強(qiáng)、繁殖快、抗病力強(qiáng)、養(yǎng)殖簡(jiǎn)單，可以大規(guī)模進(jìn)行飼養(yǎng)與野外自然增殖。因此，利用蚯蚓處理固體廢棄物是一種投資少，見效快，簡(jiǎn)單易行且效益高的工藝方法。蚯蚓處理固體廢棄物的過(guò)程實(shí)際上是蚯蚓和微生物共同處理的過(guò)程。二者構(gòu)成了以蚯蚓為主導(dǎo)的蚯蚓—微生物處理系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，蚯蚓直接吞食垃圾，經(jīng)消化后，可將垃圾中有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可給態(tài)物質(zhì)，這些物質(zhì)同蚯蚓排出的鈣鹽與黏液結(jié)合即形成蚓糞顆粒，蚓糞顆粒是微生物生長(zhǎng)的理想基質(zhì)。另一方面微生物分解或半分解的有機(jī)物質(zhì)是蚯蚓的優(yōu)質(zhì)食物，二者構(gòu)成了相互依存的關(guān)系，共同促進(jìn)有機(jī)固體廢棄物的分解。

現(xiàn)在是66頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四蚯蚓的特性：蚯蚓是雜食性動(dòng)物，喜歡吞食腐爛的落葉、枯草、蔬菜碎屑、作物秸稈、畜禽糞及居民的生活垃圾。蚯蚓消化力極強(qiáng)，它的消化道分泌蛋白酶、脂肪分解酶、纖維素酶、甲殼酶、淀粉酶等，除金屬、玻璃、塑料、橡膠外，幾乎所有的有機(jī)物質(zhì)都可被它消化。

收集垃圾

機(jī)械分選

有機(jī)碎塊

蚯蚓轉(zhuǎn)化

放置蚯蚓

篩

選

玻

璃

金

屬

塑

料

紙

張

蚯

蚓

蚓

糞

待處理料分堆

現(xiàn)在是67頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四蚯蚓床技術(shù)

垃圾預(yù)處理

垃圾分離

收集堆料、最終產(chǎn)品處理

垃圾堆放

Successfactors

蚯蚓處理工藝

放置蚯蚓

添加有益微生物

料堆狀況檢查

現(xiàn)在是68頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四蚯蚓床技術(shù)

溫度<30℃濕度60%~70%

消化徹底、肥效高減容效果好過(guò)程安全可獲大量蚯蚓體蚯

蚓

特

點(diǎn)

現(xiàn)在是69頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四1、蚯蚓在垃圾處理中的作用：

①蚯蚓對(duì)垃圾中的有機(jī)物質(zhì)有選擇作用；

②通過(guò)沙囊和消化道，蚯蚓具有研磨和破碎有機(jī)物質(zhì)的功能；③垃圾中的有機(jī)物通過(guò)消化道的作用后，以顆粒狀結(jié)構(gòu)排出體外，利于與垃圾中其他物質(zhì)的分離；

④蚯蚓活動(dòng)改善垃圾中的水氣循環(huán)，同時(shí)也使得垃圾和其中的微生物得以運(yùn)動(dòng)；

⑤蚯蚓本身通過(guò)同化和代謝作用使得垃圾中的有機(jī)物質(zhì)逐步降解，并釋放出可為植物所利用的N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素。

⑥可以非常方便地對(duì)整個(gè)垃圾處理過(guò)程及其產(chǎn)品進(jìn)行毒理監(jiān)察。

現(xiàn)在是70頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四2、農(nóng)業(yè)廢棄物的蚯蚓處理技術(shù)

(1)農(nóng)業(yè)廢棄物的種類及性質(zhì)

農(nóng)業(yè)廢棄物主要是指各種農(nóng)作物的秸桿、皮殼、藤蔓、牧草殘?jiān)?、樹葉、花卉殘枝、蔬菜瓜果等。農(nóng)業(yè)廢棄物均屬于碳水化合物，其主要成分有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、戊聚素等，此外還含有一定量的粗蛋白、粗脂肪等。例如，作物殘?bào)w一般含纖維素30%～45%，半纖維素16%～27%，木質(zhì)素3%～13%。因此，農(nóng)業(yè)廢棄物都能被蚯蚓分解轉(zhuǎn)化，而形成優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。

現(xiàn)在是71頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

(2)農(nóng)業(yè)廢棄物的蚯蚓處理

①農(nóng)業(yè)廢棄物的發(fā)酵腐熟

a.廢棄物的預(yù)處理:將雜草樹葉、稻草、麥秸、玉米秸稈、高粱秸稈等鍘切、粉碎成1厘米左右；蔬菜瓜果、禽畜下腳料要切剁成小塊，以利于發(fā)酵腐爛。

b.發(fā)酵腐熟廢棄物的條件:第一，良好的通氣條件。第二，適當(dāng)?shù)乃帧５谌?，微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)。第四，料堆內(nèi)的溫度度。第五，料堆的酸堿度。

現(xiàn)在是72頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

c.堆制發(fā)酵

第一，預(yù)濕：將植物秸稈浸泡吸足水分，預(yù)堆10～20小時(shí)。干畜禽糞同時(shí)淋水調(diào)濕、預(yù)堆。

第二，建堆：原料為植物秸稈40%、糞料60%和適量的土。先在地面上按2米寬鋪一層20～30厘米的濕植物秸稈，接著鋪一層約為3～6厘米的濕畜禽糞；然后再鋪厚約6～9厘米的植物秸稈、3～6厘米的濕畜禽糞。這樣按植物秸稈、糞料交替鋪放，直接鋪完為止。堆料時(shí)，邊堆料邊分層澆水，下層少澆，上層多澆，直到堆底出水為止。料堆應(yīng)松散，不要壓實(shí)，料堆高度1米左右。料堆呈梯形、龜背形或圓錐形，最后堆外面用塘泥封好或用塑料薄膜覆蓋，以保溫保濕。

現(xiàn)在是73頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

第三，翻堆：堆制后第二天堆溫開始上升，4～5天后堆內(nèi)溫度可達(dá)60℃～70℃。待溫度開始下降時(shí)，要翻堆進(jìn)行二次發(fā)酵。翻堆時(shí)要求把底部的料翻到上部，邊緣的料翻到中間，中間的料翻到邊緣，同時(shí)充分拌松、拌和，適量淋水，使其干濕均勻。第一次翻堆7天后，再進(jìn)行第二次翻堆，以后隔6天、4天各翻堆一次，共翻堆3～4次。

現(xiàn)在是74頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

②發(fā)酵腐熟料的蚯蚓分解轉(zhuǎn)化

a.物料腐熟程度的鑒定:廢棄物堆漚發(fā)酵30天左右，需要鑒定物料的腐熟程度，發(fā)酵腐熟的物料應(yīng)滿足下列條件：①無(wú)臭味、無(wú)酸味；②色澤為茶褐色；③手抓有彈性，用力一拉即斷；④有一種特殊的香味。

b.投喂前腐熟料的處理:①將發(fā)酵好的物料攤開混合均勻，然后堆積壓實(shí)，用清水從料堆頂部噴淋沖洗，直到堆底有水流出。②檢查物料的酸堿度是否合適，一般pH在6.5~8.0都可以使用，過(guò)酸可添加適量石灰，堿度過(guò)大用水淋洗。③含水量需要控制在37%~40%，即用手抓一把物料擠捏，指縫間有水即可?，F(xiàn)在是75頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

c.蚯蚓對(duì)腐熟料的分解轉(zhuǎn)化:經(jīng)過(guò)上述處理的物料先用少量蚯蚓進(jìn)行飼養(yǎng)試驗(yàn)，經(jīng)1~2晝夜后，如果有大量蚯蚓自由進(jìn)入棲息、取食，無(wú)任何異常反應(yīng)，即可大量正式喂養(yǎng)

d.蚯蚓和蚯蚓糞的分離：在廢棄物的蚯蚓處理過(guò)程中要定期清理蚯蚓糞并將蚯蚓分離出來(lái)，這是促進(jìn)蚯蚓正常生長(zhǎng)的重要環(huán)節(jié)。

現(xiàn)在是76頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

3、畜禽糞的蚯蚓處理技術(shù)

當(dāng)前對(duì)畜牧廢棄物進(jìn)行無(wú)害化處理的方法很多，而利用蚯蚓的生命活動(dòng)來(lái)處理畜禽糞是很受人們歡迎的一種方法，此方法能獲得優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料和高級(jí)蛋白質(zhì)飼料，不產(chǎn)生二次污染，具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，符合社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展要求，是一種很有發(fā)展前途的畜禽廢棄物處理方法。適合用蚯蚓處理的畜牧廢棄物有馬糞、牛糞、豬糞、兔糞、羊糞、禽糞。許多試驗(yàn)研究結(jié)果表明，畜禽糞便經(jīng)過(guò)一定的熟化處理后，可以單獨(dú)飼喂蚯蚓進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化。也可以將畜禽糞便與農(nóng)業(yè)廢棄物、食品加工廢棄物、原木或木材加工廢棄物等按一定比例混配，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的發(fā)酵腐化處理后，用蚯蚓進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化處理。現(xiàn)在是77頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

4、蚯蚓對(duì)固體廢棄物中重金屬的富集

蚯蚓對(duì)某些重金屬具有很強(qiáng)的富集作用則可以利用蚯蚓來(lái)處理含這類重金屬的廢棄物，從而實(shí)現(xiàn)重金屬污染的生物凈化。

在蚯蚓處理廢棄物的過(guò)程中，廢棄物中的重金屬可被攝入蚯蚓體內(nèi)，通過(guò)消化過(guò)程，一部分重金屬會(huì)蓄積在蚯蚓體內(nèi)，其余部分則排泄出體外。蚯蚓對(duì)鎘有明顯的富集作用，且對(duì)不同重金屬有著不同的忍受能力。當(dāng)某一種重金屬元素的濃度超過(guò)蚯蚓的耐受極限時(shí)，它就會(huì)通過(guò)排糞或其他方式排出體外。

現(xiàn)在是78頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四利用蚯蚓處理固體廢棄物的優(yōu)點(diǎn)及其局限性

1、優(yōu)點(diǎn)

①其過(guò)程為生物處理過(guò)程，無(wú)不良環(huán)境影響，對(duì)有機(jī)物消化完全徹底，其最終產(chǎn)物較單純堆肥具有更高的肥效；

②使養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)產(chǎn)生的大量副產(chǎn)物能合理地得到利用，避免資源浪費(fèi)；

③對(duì)廢棄物減容作用更為明顯，室驗(yàn)表明，單純堆肥法減容效果一般為15%-20%，經(jīng)蚯蚓處理后，其減容效果可超過(guò)30%；

④除獲得大量高效優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥外，還可以獲得由廢棄物中生產(chǎn)的大量蚓體。

現(xiàn)在是79頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四

2、

局限性

在利用蚯蚓處理廢棄物中，通常選用那些喜有機(jī)物質(zhì)和能忍受較高溫度的蚯蚓種類，以獲得最好的處理效果。但即使是最耐熱的蚯蚓種類，溫度也不宜超過(guò)30℃，否則蚯蚓不能生存。另外，蚯蚓的生存還需要一個(gè)較為潮濕的環(huán)境，理想的濕度為60%～70%。因此在利用蚯蚓處理固體廢棄物時(shí)，應(yīng)該從技術(shù)上考慮到避免不利于蚯蚓生長(zhǎng)的因素，才能獲得最佳的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。

現(xiàn)在是80頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四微生物凈化技術(shù)

微生物對(duì)污染物凈化的特點(diǎn)：微生物對(duì)環(huán)境中的物質(zhì)具有強(qiáng)大的降解轉(zhuǎn)化能力，主要因?yàn)槲⑸锞哂腥缦乱恍┨攸c(diǎn)：(1)個(gè)體微小，比表面積大，代謝速率快；(2)種類繁多，分布廣泛，代謝類型多樣；(3)繁殖快，易變異，適應(yīng)性強(qiáng)；(4)具有多種降解酶；(5)具有巨大的降解能力；(6)具有共代謝作用。說(shuō)明現(xiàn)在是81頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四微生物凈化技術(shù)

微生物對(duì)污染物的吸收：微生物個(gè)體微小，生物量大，比表面積特別大，因而對(duì)污染物具有很強(qiáng)的吸收與吸附能力。吸收過(guò)程與吸附過(guò)程不同，吸收是生物的主動(dòng)過(guò)程，主動(dòng)以某種方式獲取該物質(zhì)。微生物細(xì)胞吸收污染物有多種不同的機(jī)制，通過(guò)細(xì)胞膜離子交換作用是吸收污染物質(zhì)的主要途徑。大部分被吸收的物質(zhì)可以在微生物細(xì)胞體內(nèi)進(jìn)行代謝，污染物質(zhì)可以在代謝過(guò)程中發(fā)生某種變化，被降解、被氧化、被還原、被脫除某些取代基等等。吸收的逆過(guò)程就是排泄，細(xì)胞吸收某種污染物質(zhì)并經(jīng)過(guò)代謝以后，其代謝物必須被再轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞體外。吸收、代謝與排泄構(gòu)成一個(gè)完整的代謝過(guò)程，大多數(shù)時(shí)候污染物質(zhì)就在這個(gè)過(guò)程中被降解?，F(xiàn)在是82頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四微生物凈化技術(shù)

微生物對(duì)污染物降解與轉(zhuǎn)化的途徑：污染物在環(huán)境中的降解途徑有多種，有物理降解、化學(xué)降解、生物降解。生物降解（Biodegradation）是指由于生物的作用，把污染物大分子轉(zhuǎn)化為小分子，實(shí)現(xiàn)污染物的分解或降解。其中作用最大的生物類群是微生物，所以又可稱為微生物降解。微生物在環(huán)境中與污染物發(fā)生相互作用，通過(guò)其代謝活動(dòng)，會(huì)使污染物發(fā)生氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、水解反應(yīng)等多種生理生化反應(yīng)。這些反應(yīng)的進(jìn)行，可以使絕大多數(shù)的污染物質(zhì)，特別是有機(jī)污染物質(zhì)發(fā)生不同程度的轉(zhuǎn)化、分解或降解?，F(xiàn)在是83頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四微生物凈化技術(shù)

微生物對(duì)污染物降解轉(zhuǎn)化的影響因素①微生物的代謝活性:微生物本身的代謝活性是其對(duì)污染物降解轉(zhuǎn)化的主要影響因素，包括微生物的種類和生長(zhǎng)狀況等。不同種類的微生物對(duì)同一有機(jī)污染物或有毒金屬反應(yīng)不同。②微生物的適應(yīng)性:微生物的適應(yīng)性對(duì)于污染物質(zhì)的降解轉(zhuǎn)化是非常重要的，一般微生物都具有較強(qiáng)的適應(yīng)和被馴化的能力，通過(guò)適應(yīng)過(guò)程，為野生微生物難以降解的新合成化合物能誘導(dǎo)必需的降解酶的合成；或由于微生物的自發(fā)突變而建立新的酶系；或雖不改變基因型，但顯著改變其表現(xiàn)型，進(jìn)行自我代謝調(diào)節(jié)、來(lái)降解轉(zhuǎn)化污染物。現(xiàn)在是84頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四微生物凈化技術(shù)

③有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特征:物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)是該有機(jī)化合物能否被微生物降解重要因素之一。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物比結(jié)構(gòu)復(fù)雜的易降解，分子量小的比分子量大的易降解，聚合物和復(fù)合物更能抵抗生物的降解。④環(huán)境因素:環(huán)境條件影響微生物生長(zhǎng)繁殖的速率，因此，它直接影響到微生物對(duì)污染物的降解轉(zhuǎn)化速度和程度?，F(xiàn)在是85頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四生態(tài)處理技術(shù)

礦山開采對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響1.礦山開采對(duì)地形的影響：不同的開采方式對(duì)地形影響的程度和表現(xiàn)形式是不同的。露天開采會(huì)導(dǎo)致水土流失。地下開采引起地層的變形，裂縫甚至塌陷，此外還有固體廢物堆砌。2.礦山開采對(duì)土壤的影響：引起土壤侵蝕：土地退化、荒漠化、占據(jù)水庫(kù)庫(kù)容、填充湖泊、池塘，堵塞水道；破壞水生群落；產(chǎn)生的混合物減小水的再生性并降低可見度。能造成土壤污染、土壤酸化等。

3.礦山開采對(duì)水文的影響：改變了地表水、地下水的徑流條件，改變水質(zhì)，造成水體污染。4.礦山開采對(duì)生物群落和生態(tài)系統(tǒng)的影響：干擾生物群落的環(huán)境而使生物群落發(fā)生演替變化，還直接作用于生物上，導(dǎo)致生物死亡、病變等。5.礦山開采對(duì)人體健康和社區(qū)安全的影響：①造成人員傷亡；②噪聲污染；③大氣污染；由爆破造成傷害；④水體污染。

現(xiàn)在是86頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四生態(tài)處理技術(shù)

礦山生態(tài)重建是指對(duì)采礦引發(fā)的結(jié)構(gòu)缺損、功能失調(diào)的極度退化的生態(tài)系統(tǒng)，借助人工支持和誘導(dǎo)，對(duì)其組成、結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行超前性的計(jì)劃、規(guī)劃、安排和調(diào)控，同時(shí)對(duì)逐漸逼近最終目標(biāo)這一逆向演替過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，進(jìn)行跟蹤評(píng)價(jià)并匹配相應(yīng)的技術(shù)措施，最終重建一個(gè)符合代際需求和價(jià)值取向的可持續(xù)支持的生態(tài)系統(tǒng)。現(xiàn)在是87頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四生態(tài)處理技術(shù)

礦山生態(tài)重建的原則

生態(tài)重建是恢復(fù)生態(tài)學(xué)的一大內(nèi)容，著重強(qiáng)調(diào)重建，重建的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該是社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。

1)前瞻性原則；

2)主動(dòng)性原則；

3)協(xié)調(diào)性原則；

4)高效性原則；

5)三效益原則。礦山生態(tài)重建的原則

現(xiàn)在是88頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四生態(tài)處理技術(shù)

生態(tài)重建技術(shù)

(1)尾礦的綜合利用①?gòu)U棄物中進(jìn)一步回收有價(jià)元素:隨著選礦技術(shù)的不斷發(fā)展，過(guò)去不能或容易忽略的礦石共生組分，現(xiàn)在可以或容易回收，這樣既降低了成本，又減少環(huán)境污染。②作為二次資源制取新形態(tài)物質(zhì):把礦山廢棄物及尾礦等二次資源進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)換，不僅能變害為利，更能降低有毒、有害物質(zhì)對(duì)人類造成的傷害。③用做井下采空區(qū)的充填材料:要求對(duì)采空區(qū)用廢石與尾礦作為充填材料進(jìn)行一定充填，不僅能節(jié)省費(fèi)用，還能減少環(huán)境污染。

現(xiàn)在是89頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四生態(tài)處理技術(shù)

生態(tài)重建技術(shù)

(2)水土保持

大力開展水土保持工作對(duì)于保護(hù)土地，提高土地生產(chǎn)力，降低水污染以及恢復(fù)和重建區(qū)域生態(tài)環(huán)境起著至關(guān)重要的作用。①生物措施:選擇適宜的樹種、草種和林草種植是重建和恢復(fù)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵。②工程恢復(fù)措施:工程措施是水土流失治理的重要組成部分。所謂工程措施，是指坡改梯工程及水系配套工程治理水土流失。針對(duì)礦區(qū)水土流失的工程措施主要有：泥石流排導(dǎo)溝和坑、排土場(chǎng)復(fù)墾。

現(xiàn)在是90頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四生態(tài)處理技術(shù)

生態(tài)重建技術(shù)

(3)土壤治理①客土、排土法:主要針對(duì)重金屬污染大多集中于地表數(shù)厘米或較淺層?？屯练ㄊ窃诒晃廴镜耐寥郎细采w上非污染土壤；排土法是部分或全部挖去污染土壤而換上非污染土壤。②物理處理法:經(jīng)過(guò)人工改良后的土壤，在植物生長(zhǎng)一段時(shí)間后會(huì)變得粘重不透氣，從而限制了根系的發(fā)展。解決的辦法可以增加冰川凍土類礦物。實(shí)踐中，一項(xiàng)重要的措施是生物改良土壤物理性質(zhì)，即引進(jìn)蚯蚓。③化學(xué)改良法:有機(jī)肥對(duì)各種污染物的作用在不同土壤中的表現(xiàn)不一，在施加有機(jī)肥時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的土壤慎重對(duì)待，根據(jù)科學(xué)研究并結(jié)合實(shí)踐，施加適當(dāng)和適量的有機(jī)肥?，F(xiàn)在是91頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四生態(tài)處理技術(shù)

生態(tài)重建技術(shù)

(4)植被恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)應(yīng)該以最少的投入，最短的時(shí)間而獲得最大效益為前提。首先對(duì)污染元素進(jìn)行分析，再對(duì)土壤的物化、生化性質(zhì)進(jìn)行分析，查明土壤的pH值、土表水、通氣性、土壤氮素及土壤溫度等，進(jìn)而選擇樹種。(5)生物恢復(fù)法不同的微生物對(duì)不同的污染物也有一定的適應(yīng)性。微生物系統(tǒng)的恢復(fù)不僅要恢復(fù)該地區(qū)原有的生態(tài)，而且要接種其他微生物，以除去或減少污染物，因此必須選擇適宜的微生物進(jìn)行接種?，F(xiàn)在是92頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四生態(tài)處理技術(shù)

生態(tài)重建的養(yǎng)護(hù)

(1)翻耕把土壤翻到可以種植及根部能生長(zhǎng)的狀態(tài)，能夠加快植物的生長(zhǎng)。翻耕方式取決于場(chǎng)地的特點(diǎn)，如地表結(jié)構(gòu)、坡度、土壤組成和土壤深度。翻耕作業(yè)如翻耕和耙松土壤應(yīng)該在夏季土壤比較干燥的情況下進(jìn)行。(2)地面植被覆蓋當(dāng)樹木種在有植被覆蓋的地方時(shí)，要對(duì)每棵樹周圍的植被加以控制。地面植被覆蓋有兩種主要形式：草類占主導(dǎo)和豆科類占主導(dǎo)。(3)雜草的控制控制雜草的最好辦法是使用經(jīng)批準(zhǔn)的適合林業(yè)使用的化學(xué)除草劑。每株樹木周圍直徑1m范圍內(nèi)除草。使用黑色聚乙烯地膜覆蓋也是控制雜草的有效方法?，F(xiàn)在是93頁(yè)\一共有102頁(yè)\編輯于星期四生態(tài)處理技術(shù)

生態(tài)重建的養(yǎng)護(hù)

(4)樹木保護(hù)許多動(dòng)物包括田鼠、野兔、松鼠、鹿以及農(nóng)場(chǎng)家畜等都會(huì)對(duì)樹木造成破壞，如啃皮、吃嫩葉或挖洞。如果不限制動(dòng)物的活動(dòng)，樹木就會(huì)受到嚴(yán)重破壞甚至死亡。主要包括圍墻防護(hù)和單株樹木的保護(hù)。

(5)管理—?dú)埲毖a(bǔ)植

樹木的損壞在種植后最初的幾年是不可避免的，一般無(wú)需進(jìn)行補(bǔ)植，除非是出現(xiàn)明顯的空缺，或苗木密度小于80%。如果需要補(bǔ)植，應(yīng)在初始栽植后盡早進(jìn)行。(6)營(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)缺乏是礦山重建地普通存在的問(wèn)題，主要是因?yàn)槿狈Ρ韺油?，通常的原則是選擇一些相對(duì)耐貧瘠的樹種及施肥改良場(chǎng)地的營(yíng)養(yǎng)狀況。