第五章固體廢物生物處理

1、第五章第五章 固體廢物生物處理固體廢物生物處理5.1 概概 述述同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所生生 物物 處處 理理 的的 對對 象象&以生物源物質(zhì)為主要組分的各種固體廢物 易腐生活垃圾易腐生活垃圾 農(nóng)業(yè)廢棄物農(nóng)業(yè)廢棄物 食品加工廢物食品加工廢物同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所生生 物物 處處 理理 的的 對對 象象&生物源物質(zhì)的化學(xué)分析 生物質(zhì)組成生物質(zhì)組成可溶性糖、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素可溶性糖、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素蛋白質(zhì)（水溶、非水溶）、脂肪蛋白質(zhì)（水溶、非水溶）、脂肪 營養(yǎng)元素營養(yǎng)元素N、P、K、Ca、Mg、Fe 其他其他鹽度、有害元素、有害化合物鹽度、有害

2、元素、有害化合物同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所生生 物物 處處 理理 的的 途途 徑徑&好氧/兼性廢物廢物水溶性有機物水溶性有機物非水溶性有機物非水溶性有機物水解水解微生物代謝微生物代謝熱量熱量CO2+H2O+N2+NH3+腐殖質(zhì)NOx- O2生物量生物量同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所生生 物物 處處 理理 的的 途途 徑徑&厭氧廢物廢物水溶性水溶性非水溶性非水溶性水解水解糖類糖類蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂肪酸脂肪酸酸化酸化/發(fā)酵發(fā)酵VFA氨基酸氨基酸乳酸乳酸醇類醇類乙酸化乙酸化乙酸乙酸CO2H2NH4+H2O甲烷化甲烷化CH4 +CO2NH4+生物塑料生物塑料PHA聚乳酸聚乳酸氫

3、回收氫回收腐殖質(zhì)腐殖質(zhì)同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所生生 物物 處處 理理 的的 途途 徑徑&其他Vemicomposting廢物廢物初腐化初腐化蚯蚓代謝蚯蚓代謝蚓糞蚓糞蚓體蚓體同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所生生 物物 處處 理理 的的 途途 徑徑&基質(zhì)化利用廢物廢物水解水解營養(yǎng)液營養(yǎng)液微生物體微生物體酶酶其他微生物蛋白質(zhì)其他微生物蛋白質(zhì)同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所生生 物物 處處 理理 的的 應(yīng)應(yīng) 用用&堆肥 無害化、穩(wěn)定化、有機質(zhì)循環(huán)無害化、穩(wěn)定化、有機質(zhì)循環(huán) 農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)/生活垃圾處理生活垃圾處理 受污染土壤處理受污染土壤處理同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化

4、研究所生生 物物 處處 理理 的的 應(yīng)應(yīng) 用用&厭氧消化 穩(wěn)定化、能源利用、有機質(zhì)循環(huán)穩(wěn)定化、能源利用、有機質(zhì)循環(huán) 農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)/生活垃圾生活垃圾/食品工業(yè)廢物食品工業(yè)廢物/污泥處理污泥處理&其他高附加值利用 生物可降解聚合物、生物可降解聚合物、H2、電能、酶制劑、電能、酶制劑5.2 固體廢物堆肥化固體廢物堆肥化同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆肥工藝的定義與分類堆肥工藝的定義與分類&定義 在受控條件下，通過微生物對有機物的代謝過程，在受控條件下，通過微生物對有機物的代謝過程，使生物源廢物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的有機殘余物，堆肥產(chǎn)使生物源廢物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的有機殘余物，堆肥產(chǎn)物應(yīng)具有在堆

5、存和運輸過程中不腐敗發(fā)臭、相容物應(yīng)具有在堆存和運輸過程中不腐敗發(fā)臭、相容于植物生長的特性于植物生長的特性&分類 進(jìn)進(jìn)出料出料間歇間歇/連續(xù)連續(xù) 物料運動物料運動靜態(tài)靜態(tài)/動態(tài)動態(tài) 代謝環(huán)境代謝環(huán)境高溫高溫/中溫中溫 好氧好氧/厭氧厭氧同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理&計量方程 不含氮有機物的氧化不含氮有機物的氧化 含氮有機物的氧化含氮有機物的氧化 細(xì)胞質(zhì)的合成細(xì)胞質(zhì)的合成 細(xì)胞質(zhì)的氧化細(xì)胞質(zhì)的氧化222C H OOCOH O422xyxyzyxx能量151842(4 -3 -2 )-67-3-15C H O NOC H O N(-15)CO()H

6、O(-1)NH42tuwv223m utvwmumvmmtmv32572221C H ONH5 OC H O N5 CO4 H O422xyxnynznnxnxny能量5722223C H O N5O5CO2H ONH能量同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理例題某堆肥化原料中含氮與不含氮有機物的重量比為某堆肥化原料中含氮與不含氮有機物的重量比為1：3，含氮有機，含氮有機物計量分子式為：物計量分子式為：C12H16O6N, 不含氮有機物計量分子式為：不含氮有機物計量分子式為：C2H3O;若堆肥過程中有機物的降解率均為若堆肥過程中有機物的降解率均為60%, 其中轉(zhuǎn)化為生物

7、其中轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)的重量占質(zhì)的重量占1/10，生物質(zhì)的計量分子式為：，生物質(zhì)的計量分子式為：C5H7O2N；腐熟堆肥；腐熟堆肥分子式為：分子式為：C15H18O4N，不考慮生物質(zhì)的進(jìn)一步降解時，計算每，不考慮生物質(zhì)的進(jìn)一步降解時，計算每噸該種廢物（含干有機物噸該種廢物（含干有機物30%）堆肥化所需的理論空氣量（）堆肥化所需的理論空氣量（m3）。）?？諝庵泻蹩諝庵泻?1%（體積比），每（體積比），每mol氧體積為氧體積為0.0224 m3同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理解：以以1kg1kg為計算單位為計算單位1 1）轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)的含碳有機物量及其耗氧量）轉(zhuǎn)化為生物

8、質(zhì)的含碳有機物量及其耗氧量取取n=5n=5，配平前式：，配平前式：23325722225115C H ONHOC H O N5COH O4211kg 60%0.06kg60g10生物質(zhì)生成量=2 12+3 1+1 16=43含碳有機物分子量5 12+7 1+1 14+2 16=113生物質(zhì)分子量=60=5 43114g113 消耗含碳有機物602532106g1134耗氧量同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理2）其余含碳有機物降解耗氧量）其余含碳有機物降解耗氧量2322293C H OO2COH O4231kg 60%0.1140.336kg336g4其余含碳有機物降

9、解量3369=32563g434耗氧量同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理3）含氮有機物降解耗氧量）含氮有機物降解耗氧量取取m=3配平配平4）總耗氧量）總耗氧量=106+563+118=787g換算為每噸原料，即需空氣換算為每噸原料，即需空氣2623Nm3150=20 32118g3 270耗氧量121661518423C H O N20OC H O N21CO12H O2NH22312701kg60%0.15kg150g4含氮有機物分子量，降解量7871=22.42623 L320.21折算空氣（標(biāo)態(tài)）體積同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理

10、理&堆肥化微生物 細(xì)菌：化能異養(yǎng)型細(xì)菌細(xì)菌：化能異養(yǎng)型細(xì)菌 化能自養(yǎng)型細(xì)菌化能自養(yǎng)型細(xì)菌 放線菌放線菌 真菌：霉菌真菌：霉菌 酵母菌酵母菌 原生動物原生動物同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理&堆肥過程與微生態(tài) 啟動階段啟動階段主導(dǎo)微生物：真菌、放線菌主導(dǎo)微生物：真菌、放線菌 代代 謝：謝： 升溫階段升溫階段主導(dǎo)微生物：細(xì)菌、放線菌主導(dǎo)微生物：細(xì)菌、放線菌 代代 謝：謝： 高溫階段高溫階段主導(dǎo)微生物：細(xì)菌、（放線菌）主導(dǎo)微生物：細(xì)菌、（放線菌） 代代 謝：謝：胞外酶胞外酶生物質(zhì)細(xì)胞生物質(zhì)細(xì)胞溶解性基質(zhì)溶解性基質(zhì)好氧代謝好氧代謝溶解性基質(zhì)溶解性基質(zhì)無機物

11、無機物+細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)+熱量熱量好氧代謝好氧代謝溶解性基質(zhì)溶解性基質(zhì)無機物無機物+細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)+熱量熱量同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理 降溫階段降溫階段主導(dǎo)微生物：放線菌、真菌、原生動物主導(dǎo)微生物：放線菌、真菌、原生動物代代 謝：謝： 腐熟階段腐熟階段主導(dǎo)微生物：放線菌、真菌、原生動物、自養(yǎng)型細(xì)菌主導(dǎo)微生物：放線菌、真菌、原生動物、自養(yǎng)型細(xì)菌代代 謝：謝：胞外酶胞外酶非溶解性有機物非溶解性有機物無機物無機物+細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)+熱量熱量溶解性基質(zhì)溶解性基質(zhì)好氧代謝好氧代謝原生動物原生動物細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)生物體生物體+殘余物殘余物+無機物無機物胞外酶胞外酶非溶解性有機物非溶解

12、性有機物無機物無機物+細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)+熱量熱量溶解性基質(zhì)溶解性基質(zhì)好氧代謝好氧代謝原生動物原生動物細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)生物體生物體+殘余物殘余物+無機物無機物422NHONO / NO 硝化菌特征微生態(tài)替換型代謝同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理&堆肥過程的影響因素物物 料料 指指 標(biāo)標(biāo) 影影 響響 適宜值適宜值有機物含量與組成有機物含量與組成 生物代謝生物代謝30%含水率含水率生物代謝、傳質(zhì)生物代謝、傳質(zhì)4060%空隙率空隙率傳質(zhì)傳質(zhì)40%C/N生物代謝生物代謝2035同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理原料有機物含量對堆肥過程的影響原料有

13、機物含量對堆肥過程的影響c 成品質(zhì)量成品質(zhì)量- 要求有機物含量要求有機物含量10%，堆肥過程有機物降解率，堆肥過程有機物降解率45% 原料有機物含量應(yīng)原料有機物含量應(yīng)19.8%c 達(dá)到升溫與干化要求達(dá)到升溫與干化要求- 升溫升溫555d 60%蒸發(fā)潛熱蒸發(fā)潛熱- 干化干化初含水率初含水率55% 終含水率終含水率45%有機物熱值18MJ/kg原料有機物含量原料有機物含量 30%可滿足可滿足2 2方面的要求方面的要求同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理 原料含水率與空隙率對堆肥過程的影響原料含水率與空隙率對堆肥過程的影響c 生物過程生物過程 含水率下限含水率下限23%，無

14、上限，無上限c 孔隙氧傳遞過程孔隙氧傳遞過程 堆體應(yīng)保持一定的空隙率堆體應(yīng)保持一定的空隙率 含水率與空隙率相關(guān)含水率與空隙率相關(guān)- 物料達(dá)到田間含水率物料達(dá)到田間含水率 物料內(nèi)孔隙為水分飽和物料內(nèi)孔隙為水分飽和 堆肥過程的物料含水率應(yīng)基本與田間含水率相當(dāng)堆肥過程的物料含水率應(yīng)基本與田間含水率相當(dāng)新鮮垃圾田間含水率新鮮垃圾田間含水率5570%腐熟堆肥田間含水率腐熟堆肥田間含水率3040%優(yōu)化初始含水率優(yōu)化初始含水率40-60%，空隙率，空隙率 40%同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理 原料原料C/N比對堆肥過程的影響比對堆肥過程的影響堆肥過程中碳氮的消費模式堆肥過程中

15、碳氮的消費模式為保持肥分、控制環(huán)境影響，為保持肥分、控制環(huán)境影響，N應(yīng)主要用于細(xì)胞原料應(yīng)主要用于細(xì)胞原料原料中可堆肥有機物的碳、氮質(zhì)量之比原料中可堆肥有機物的碳、氮質(zhì)量之比C氧化產(chǎn)能氧化產(chǎn)能堆體升溫堆體升溫合成能量合成能量細(xì)胞原料細(xì)胞原料細(xì)胞合成細(xì)胞合成降解產(chǎn)能降解產(chǎn)能氨氨 釋釋 放放N細(xì)胞原料細(xì)胞原料合成能量合成能量C/NC/N過低，過量氨散失，也不宜升溫（過低，過量氨散失，也不宜升溫（N N能量代謝的低效性）能量代謝的低效性）C/NC/N過高，細(xì)胞合成滯后，降解不完全；成品進(jìn)入土壤后出現(xiàn)過高，細(xì)胞合成滯后，降解不完全；成品進(jìn)入土壤后出現(xiàn) “ “氮饑餓氮饑餓”爭奪土壤養(yǎng)分爭奪土壤養(yǎng)分同濟大學(xué)

16、固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理&堆肥過程的影響因素 過過 程程 指指 標(biāo)標(biāo) 影影 響響 適宜值適宜值堆體氧濃度堆體氧濃度生物代謝生物代謝5% v/v堆堆 溫溫 生物代謝、無害化生物代謝、無害化4565 堆制時間堆制時間 生物代謝、植物相容性生物代謝、植物相容性 一次發(fā)酵一次發(fā)酵3-15d二次發(fā)酵二次發(fā)酵 30dpH值值生物代謝生物代謝中性中性 接接 種種 一般對升溫與啟動階段影響較為明顯一般對升溫與啟動階段影響較為明顯同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 原原 理理&堆肥評價 衛(wèi)生無害化：致病菌、寄生蟲卵、有害昆蟲卵衛(wèi)生無害化：致病菌、寄生

17、蟲卵、有害昆蟲卵 植物相容性：發(fā)芽率試驗、植物生長試驗植物相容性：發(fā)芽率試驗、植物生長試驗 臭氣臭氣 穩(wěn)定化：穩(wěn)定化：淀粉、淀粉、org C/org C0、NO2-N、腐殖質(zhì)、腐殖質(zhì)、水淬水淬C/N比比同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 藝藝&工藝調(diào)控方法 原料原料c 有機物含量有機物含量尋找和應(yīng)用于適用的廢物尋找和應(yīng)用于適用的廢物c 含水率含水率木屑、谷糠、秸稈木屑、谷糠、秸稈糞便、污泥糞便、污泥c 空隙率空隙率 木屑、谷糠、秸稈、惰性填充物木屑、谷糠、秸稈、惰性填充物c C/N 糞便、污泥糞便、污泥 /秸稈、園林垃圾秸稈、園林垃圾同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研

18、究所堆堆 肥肥 化化 工工 藝藝 過程過程c 堆體氧濃度堆體氧濃度強制通風(fēng)、翻倒、攪動強制通風(fēng)、翻倒、攪動c 堆溫堆溫通風(fēng)、翻倒、攪動頻率、原料組分通風(fēng)、翻倒、攪動頻率、原料組分c 堆制時間堆制時間 優(yōu)化原料與環(huán)境條件優(yōu)化原料與環(huán)境條件c pH值值氧濃度、空隙率氧濃度、空隙率同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 藝藝&工藝過程原料預(yù)處理原料預(yù)處理 調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì) 一次發(fā)酵一次發(fā)酵 中間處理中間處理 二次發(fā)酵二次發(fā)酵 分選分選含水含水/空隙率空隙率分選分選 破碎破碎 C/N 破碎破碎 接種接種均質(zhì)均質(zhì) 成品精制成品精制 臭氣控制臭氣控制 污水控制污水控制 控制控制 分選分選

19、 密閉空間密閉空間 貯存貯存 溫度溫度 磨細(xì)磨細(xì) 氣流處理氣流處理 回噴回噴 時間時間 加富肥分加富肥分 氧濃度氧濃度反饋通風(fēng)反饋通風(fēng)/翻倒翻倒同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 藝藝&一次發(fā)酵工藝要素：通風(fēng)、翻倒、環(huán)境控制（保溫、防雨）要素：通風(fēng)、翻倒、環(huán)境控制（保溫、防雨） 野積式野積式/條垛式條垛式通風(fēng)層通風(fēng)層強制通風(fēng)強制通風(fēng)翻堆翻堆同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 藝藝 倉式倉式靜態(tài)靜態(tài)同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 藝藝 倉式倉式間歇動態(tài)間歇動態(tài)c 立式塔立式塔同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥

20、 化化 工工 藝藝c 翻倒槽翻倒槽 同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 藝藝 倉式倉式連續(xù)動態(tài)連續(xù)動態(tài)同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 藝藝&二次發(fā)酵工藝要素：環(huán)境控制要素：環(huán)境控制 野積式野積式 翻倒槽翻倒槽同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 藝藝&工藝計算 裝置容積裝置容積 通風(fēng)量通風(fēng)量 每日處理量 發(fā)酵周期實用容積物料密度22C OCO112VHHQ 出進(jìn)堆物料平衡+理論氣量熱量平衡理論氣量兩者之中取大物料平衡空氣量 8實際實際理論理論同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 藝藝&

21、;通風(fēng)控制 按耗氧速率的演化、比例分配按耗氧速率的演化、比例分配同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 化化 工工 藝藝 按按O2、T、t反饋控制反饋控制c t3/4 t總總c t3/4 t總總2O 5%65 CT55 CT /通風(fēng) 翻堆通風(fēng)同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆堆 肥肥 精精 制制&雜物分揀（選）&顆?？刂?amp;營養(yǎng)分加富&微生物接種5.3 固體廢物厭氧消化固體廢物厭氧消化同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭氧消化的定義與分類厭氧消化的定義與分類&定義 在受控的無氧環(huán)境中，通過厭氧微生物菌群的代在受控的無氧環(huán)境中，通過厭氧微生物菌群的代

22、謝，使生物源廢物轉(zhuǎn)化為沼氣（謝，使生物源廢物轉(zhuǎn)化為沼氣（CO2+CH4）、穩(wěn)）、穩(wěn)定的有機物的過程定的有機物的過程&分類 物料含水率物料含水率 液態(tài)液態(tài) 半固態(tài)半固態(tài) 固態(tài)固態(tài) 含固率含固率15% 消化流程消化流程 一階段一階段 二階段二階段 代謝環(huán)境代謝環(huán)境 中溫中溫 高溫高溫 3545 50 同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭厭 氧氧 消消 化化 原原 理理&厭氧消化計量方程24+2572439C H O N2H OCH2048+-COC H O NNHHCO58202020nabcsddedencbsddesdsdsdn ccc 24+2572439C H O N2H

23、OCH2048+-COC H O NNHHCO58202020nabcsddedencbsddesdsdsdn ccc 1 0.21ccfsaef式中d = 4n+a-2b-3cs = 合成或轉(zhuǎn)化成細(xì)胞的那部分廢物的化學(xué)需氧量（COD）e = 廢物的COD轉(zhuǎn)化成作為能量的甲烷氣的部分，且 s + e = 1s的數(shù)值隨廢物的組成成分、固體物質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)的平均停留時間（c）及細(xì)胞衰變率（f）的變化而變動同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭厭 氧氧 消消 化化 原原 理理&厭氧消化微生物 兼性水解菌：霉菌、酵母、大腸菌群兼性水解菌：霉菌、酵母、大腸菌群 厭氧乙酸化菌厭氧乙酸化菌 厭氧甲烷化菌：

24、乙酸依賴型厭氧甲烷化菌：乙酸依賴型 氫依賴型氫依賴型同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭厭 氧氧 消消 化化 原原 理理&厭氧消化過程與微生態(tài) 厭氧消化過程厭氧消化過程 生態(tài)依存關(guān)系生態(tài)依存關(guān)系水解產(chǎn)物積累水解產(chǎn)物積累甲烷化抑制甲烷化抑制乙酸化產(chǎn)氫抑制乙酸化產(chǎn)氫抑制非離子化非離子化VFA必須在相對穩(wěn)定的微生態(tài)條件下進(jìn)行消化同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭厭 氧氧 消消 化化 原原 理理&厭氧消化過程的影響因素 物料物料指指 標(biāo)標(biāo) 影影 響響 適宜值適宜值有機物含量與組成有機物含量與組成 生物代謝生物代謝50%，分布均衡，分布均衡含水率含水率生物代謝、傳質(zhì)生物代謝、傳質(zhì)60%

25、 C/N生物代謝生物代謝35同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭厭 氧氧 消消 化化 原原 理理與堆肥過程相比 厭氧過程沒有氧傳遞要求，不需限制空隙率c 原料的有機物含量更高原料的有機物含量更高單位投資更大對設(shè)施技術(shù)經(jīng)濟性的要求單位投資更大對設(shè)施技術(shù)經(jīng)濟性的要求c 原料含水率沒有上限原料含水率沒有上限不限制空隙率不限制空隙率c 原料含水率低限更高原料含水率低限更高一段式發(fā)酵：攪拌的要求一段式發(fā)酵：攪拌的要求微生物生態(tài)和代謝產(chǎn)物均質(zhì)化，微生物生態(tài)和代謝產(chǎn)物均質(zhì)化，H2的釋放的釋放二段式發(fā)酵：有限的固液相際傳質(zhì)二段式發(fā)酵：有限的固液相際傳質(zhì)c C/N比更高比更高細(xì)胞得率低、氮源需求少細(xì)胞得率低、氮

26、源需求少過量過量NH4+積累易引起毒性效應(yīng)積累易引起毒性效應(yīng)同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭厭 氧氧 消消 化化 原原 理理 過程過程指指 標(biāo)標(biāo) 影影 響響適宜值適宜值溫度溫度生物代謝生物代謝3240，5055中溫菌群高溫菌群 中溫與高溫厭氧菌群的代謝活力中溫與高溫厭氧菌群的代謝活力同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭厭 氧氧 消消 化化 原原 理理 過程過程指指 標(biāo)標(biāo) 影影 響響適宜值適宜值pH值值生物代謝生物代謝6.87.6 H+濃度影響甲烷化菌群活力、毒性物非離子化濃度影響甲烷化菌群活力、毒性物非離子化VFA和和氨的濃度，以及系統(tǒng)的熱力學(xué)條件氨的濃度，以及系統(tǒng)的熱力學(xué)條件反應(yīng)自由能大

27、小反應(yīng)自由能大小同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭厭 氧氧 消消 化化 原原 理理 過程過程 指指 標(biāo)標(biāo) 影影 響響 適宜值適宜值 含水率含水率生物代謝、傳質(zhì)生物代謝、傳質(zhì)與攪拌方式相關(guān)，但與攪拌方式相關(guān)，但 60%停留時間停留時間生物代謝生物代謝25d，15d 氫分壓氫分壓生物代謝生物代謝10-2atm）和丙酸（）和丙酸（ 10-5atm）的乙酸化代謝）的乙酸化代謝反應(yīng)自由能的正負(fù)性反應(yīng)自由能的正負(fù)性 PH2難以控制于極低值難以控制于極低值厭氧發(fā)酵在丙酸積累的主要因素厭氧發(fā)酵在丙酸積累的主要因素同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭厭 氧氧 消消 化化 原原 理理 接種接種c 通常是必須的，

28、尤其當(dāng)固體含量和有機物含量高時通常是必須的，尤其當(dāng)固體含量和有機物含量高時 抑制物抑制物c NH4+、鹽、各種金屬離子、鹽、各種金屬離子同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭厭 氧氧 消消 化化 原原 理理&過程評價 產(chǎn)氣率產(chǎn)氣率以理論產(chǎn)氣率為依據(jù)評價*其他與堆肥化類似同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭厭 氧氧 消消 化化 工工 藝藝&工藝調(diào)控方法 物料物料c 物料含水率物料含水率 尋找適用廢物尋找適用廢物c 含水率含水率 沼沼 渣渣 /糞便、污泥、沼液糞便、污泥、沼液c C/N 沼沼 液液 / 秸稈、園林廢物秸稈、園林廢物同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭厭 氧氧 消消 化

29、化 工工 藝藝 過程過程c 溫度溫度 / 進(jìn)料流率進(jìn)料流率 / 加熱水流率加熱水流率c pH值值 酸酸 / 堿堿c 微生態(tài)微生態(tài)接種接種c PH2攪拌攪拌 污泥顆?；勰囝w?；痗 毒害物毒害物原料控制、攪拌原料控制、攪拌同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭厭 氧氧 消消 化化 工工 藝藝混合收集垃圾混合收集垃圾預(yù)分選預(yù)分選混合接種混合接種發(fā)酵反應(yīng)器發(fā)酵反應(yīng)器固液分離固液分離1回收回收/填埋填埋/焚燒焚燒分類收集垃圾分類收集垃圾易腐有機廢物易腐有機廢物渣渣液液固液分離固液分離2液液處理利用處理利用堆肥化堆肥化/直接利用直接利用泥泥&厭氧消化工藝過程同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所同濟大

30、學(xué)固體廢物處理與資源化研究所&消化工藝條件354050552530d1218d815253535（二段法）（二段法）回流液回流液/泥泥回流渣回流渣液流循環(huán)液流循環(huán)1:211:0.30.5 厭厭 氧氧 消消 化化 工工 藝藝同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭厭 氧氧 消消 化化 工工 藝藝&工藝關(guān)鍵Biogas/液體液體 脈沖氣流脈沖氣流液流循環(huán)液流循環(huán)甲烷化甲烷化甲烷化甲烷化酸化酸化 同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭厭 氧氧 消消 化化 工工 藝藝&消化工藝與設(shè)備 消化工藝消化工藝DrancoKompogasValorga同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所Kompogas同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所Dranco同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所Valorga同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所Linde-BRV同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所Linde-KCA同濟大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所&a