固體廢棄物的生化處理學(xué)課件

1、第三章：固體廢棄物的生化處理 Biological Conversion Technologies of Solid Wastes固體廢棄物的生化處理學(xué)1、生活垃圾中5060%是有機(jī)物，會(huì)腐爛變質(zhì)，釋放臭氣，污染環(huán)境；會(huì)孳生蚊蠅，危害健康2、糞便、污水廠污泥大部分是有機(jī)物，堆放過程中會(huì)釋放污染物，污染環(huán)境3、農(nóng)業(yè)廢棄物基本上全是有機(jī)物，傾倒水體中會(huì)釋放污染物；焚燒會(huì)污染大氣有機(jī)物是固體廢物污染的重要來源有機(jī)污染物有必要進(jìn)行治理有機(jī)污染物通常是可生物降解的生物處理是一種很好的途徑固體廢棄物的生化處理學(xué)原理: 微生物降解技術(shù):依靠自然界廣泛分布的微生物的作用,通過生物轉(zhuǎn)化(氧化、分解有機(jī)固廢)將有

2、機(jī)固廢中易于生物降解的有機(jī)組分轉(zhuǎn)化為腐殖肥料、沼氣或其它化學(xué)轉(zhuǎn)化品。（塑料蛋白、乙醇或糖類）從而達(dá)到固廢無害化的一種處理方法。目前主要包括：好氧堆肥技術(shù)、厭氧發(fā)酵技術(shù) 此外還有：廢物養(yǎng)殖蚯蚓固體廢棄物的生化處理學(xué)3-1 堆肥法（Compost）原料 傳統(tǒng)： 秸稈、落葉、野草和禽畜糞便堆積發(fā)酵制作肥料。 本世紀(jì)20年代后：生活垃圾、污水污泥、人和禽畜糞便以及農(nóng)林廢物等工藝傳統(tǒng):手工操作和自然堆積方式，并依靠自發(fā)的生物轉(zhuǎn)化作用，發(fā)酵周期長，處理量小本世紀(jì)20年代后；出現(xiàn)了機(jī)械堆制技術(shù)固體廢棄物的生化處理學(xué)一、 堆肥化概念及發(fā)展過程1、堆肥化定義堆肥化（composting)是在控制條件下，使來源于

3、生物的有機(jī)廢物，發(fā)生生物穩(wěn)定作用(Biostablization)的過程。注意：堆肥原料來自生物界；堆制過程需在人工控制下進(jìn)行;堆制過程的實(shí)質(zhì)是生物化學(xué)過程。體積一般只有原體積積50一70。固體廢棄物的生化處理學(xué)、堆肥化發(fā)展過程農(nóng)業(yè)廢棄物、落葉、雜草、糞便厭氧堆肥化城市生活垃圾垃圾成分動(dòng)植物殘余、灰渣好氧堆肥化、機(jī)械化堆肥垃圾產(chǎn)生速度快、產(chǎn)生量大堆肥廠停產(chǎn)倒閉工業(yè)革命，工業(yè)制成品及有害物混入垃圾中堆肥化技術(shù)又開始回升填埋、焚燒缺陷，分類收集、分選技術(shù)發(fā)展固體廢棄物的生化處理學(xué) 兩個(gè)相關(guān)概念堆肥：廢物經(jīng)過堆肥化處理，制得的成品叫做堆肥(compost)。腐殖土：堆肥是一類腐殖質(zhì)含量很高的疏松物質(zhì)

4、，故也稱為“腐殖土”。分類 按堆制方式：間歇堆積法、連續(xù)堆積法按原料發(fā)酵所處狀態(tài)：靜態(tài)發(fā)酵法、動(dòng)態(tài)發(fā)酵法按堆制過程的需氧程度：好氧法、厭氧法 二、堆肥化概述1.堆肥化分類固體廢棄物的生化處理學(xué)關(guān)于好氧法、厭氧法好氧堆肥系統(tǒng)溫度一般為50一65，最高可達(dá)80一90，堆制周期短，故也稱為高溫快速堆肥。 厭氧堆肥，空氣與發(fā)酵原料隔絕，堆制溫度低，工藝比較簡單，成品堆肥中氮素保留比較多，但堆制周期過長，、需312個(gè)月，異味濃烈，分解不夠充分。固體廢棄物的生化處理學(xué) 2、好氧法堆肥原理好氧法制堆肥是以好氧菌為主對廢物進(jìn)行吸收、氧化、分解。微生物通過自身的生命活動(dòng)，把一部分被吸收的有機(jī)物氧化成簡單的無機(jī)物

5、，并放出生物生長活動(dòng)所需要的能量，把另一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化合成為新的細(xì)胞物質(zhì)，使微生物生長繁殖，產(chǎn)生更多生物體。固體廢棄物的生化處理學(xué)三、堆肥原料與堆肥微生物1堆肥原料含碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)較多的固廢 人和禽畜糞便，已經(jīng)經(jīng)過胃腸系統(tǒng)的充分消化，一般顆粒較小，合有大量低分子化合物人和動(dòng)物未吸收消化的中間產(chǎn)物，含水量較高，可直接用作原料。 有機(jī)污泥富含微生物生活繁殖所需的營養(yǎng)成分(表91)，是堆肥的良好原料。 農(nóng)林廢物均富含碳素，但有的因含纖維素、半纖維素類物質(zhì)；有的因表面布有眾多毛孔而其有疏水性，處理困難，故均需作預(yù)處理生活垃圾中，不可堆腐的物質(zhì)較多，需通過預(yù)處理，適當(dāng)排除，才能用作堆肥原料。固

6、體廢棄物的生化處理學(xué)2堆肥微生物 嗜溫菌和嗜熱菌。繁殖的溫度范圍列于下表。菌 類 最低溫度適 宜 最高溫度 嗜溫菌 15-25 25-40 43 嗜熱菌 25-45 45-50 85 嗜溫菌 (細(xì)菌、放線菌、酵母菌)： 吃糖類、淀粉；嗜熱菌 (細(xì)菌、真菌) ：吃脂類、蛋白質(zhì)、纖維。 固體廢棄物的生化處理學(xué)固體廢棄物的生化處理學(xué)1。堆肥過程描述(1)起始階段：堆制初期，堆層呈中溫(1545)。此時(shí)，嗜溫性微生物活躍，利用可溶性物質(zhì)糖類、淀粉不斷增殖，在轉(zhuǎn)換和利用化學(xué)能的過程中產(chǎn)生的能量超過細(xì)胞合成所需的能量，加上物料的保溫作用，溫度不斷上升。四、堆肥過程固體廢棄物的生化處理學(xué)（3）熟化階段 冷卻

7、后的堆肥，一些新的微生物借助參與有機(jī)物（包括死掉的細(xì)菌殘?bào)w）而生長，將堆肥過程最終完成。（2）高溫階段 嗜熱性微生物迅速繁殖，在供養(yǎng)條件下，大部分較難降解的有機(jī)物（蛋白質(zhì)、纖維等）繼續(xù)氧化分解，同時(shí)釋放能量，溫度60-70度；有機(jī)物分解完畢，養(yǎng)料減少，嗜熱性微生物停止活動(dòng)，當(dāng)溫度穩(wěn)定在40度左右，堆肥基本達(dá)到穩(wěn)定，形成腐殖質(zhì)。固體廢棄物的生化處理學(xué)2、堆肥過程參數(shù)、供氧量空氣量少，大量微生物死亡，分解速度慢；多，溫度降低，不利于耐熱菌。最佳量：實(shí)際空氣量為理論空氣量的2-10倍方式：強(qiáng)制通風(fēng)、翻堆攪拌，需適當(dāng)?shù)奈锪峡障堵使腆w廢棄物的生化處理學(xué)、含水率影響：溶解有機(jī)物，參與微生物的新陳代謝 可以

8、調(diào)節(jié)堆肥溫度一般，含水率水分低于20%，微生物死亡；過高，原料緊縮，空隙率小，導(dǎo)致空氣量小，轉(zhuǎn)化成厭氧反應(yīng)；同時(shí)水分蒸發(fā)過多，溫度達(dá)不到要求，影響堆肥效果。最佳含量：在50-60%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為宜，55%左右為最理想，此時(shí)微生物分解速度最快。對高含水量的垃圾可采用機(jī)械壓縮脫水，使脫水后的垃圾含水率在60%以下，也可以在場地和時(shí)間允許的條件下，將物料攤開，攪拌使水分蒸發(fā)。還可以在物料中加入稻草、木屑、干葉等松散或吸水物。而對低含水量的垃圾（低于30%），可添加污水、污泥、人畜尿糞等。固體廢棄物的生化處理學(xué)、碳氮比 微生物每利用30份碳就需要l份氮，故初始物料的碳氮比為30：1合乎堆肥需要，其最佳

9、在26：135：1之間。成品堆肥的適宜碳氮比為10:1-20:1之間：出于初始原料的碳氮比一般都高于前述最佳值，放應(yīng)加入氮肥水溶液、糞便、污泥等調(diào)節(jié)劑，使之調(diào)到30以下。影響:過高；氮缺乏，細(xì)菌和其它微生物發(fā)展受限制，堆肥速度緩慢，時(shí)間長；另外還會(huì)造成成品堆肥的氮饑餓過低：氮素過剩，容易轉(zhuǎn)化成氨氣釋放，造成肥效降低各物料的碳氮比見表固體廢棄物的生化處理學(xué)碳磷比：除碳和氮外，磷對微生物的生長也有很大影響。在垃圾發(fā)酵時(shí)添加污泥就是利用其中豐富的磷來調(diào)整堆肥原料的碳磷比。堆肥原料適宜的碳磷比為75-150。 好氧堆肥初期，pH一般可下降為56，爾后又開始上升，發(fā)酵完成前可達(dá)8.5-9.0，最終達(dá)到7

10、0一80固體廢棄物的生化處理學(xué)有機(jī)物含量堆肥物料適宜的有機(jī)物含量為20一80，有機(jī)物含量過低，不能提供足夠的熱能，影響嗜熱菌增殖，難以維持高溫發(fā)酵過程。有機(jī)物含量大于80時(shí)，堆制過程要求大量供氧，實(shí)踐中常因供氧不足而發(fā)生部分厭氧過程。固體廢棄物的生化處理學(xué)固體廢物有機(jī)固體廢物預(yù)處理無機(jī)物攪拌機(jī)機(jī)械發(fā)酵池風(fēng)機(jī)后處理后發(fā)酵貯藏出售堆肥工藝流程預(yù)處理：包括破碎、分選等，主要是除去堆肥原料中大塊和非堆肥化物質(zhì)。但不同的堆肥原料，預(yù)處理過程有所不同。如家畜糞便、污泥、城市生活垃圾。 一般，粒徑，有機(jī)物分解速度，但物料間的空隙率 ，通氣效果。適宜的粒徑范圍是1260mm。如果堆肥物質(zhì)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，不易擠壓，粒

11、徑應(yīng)小些，否則粒徑應(yīng)大些。此外，決定垃圾粒徑大小時(shí)，還應(yīng)考慮它的經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)榱６?，?dòng)力消耗，處理垃圾的費(fèi)用。五、堆肥程序固體廢棄物的生化處理學(xué)主發(fā)酵（一次發(fā)酵）通常將堆肥開始到堆肥溫度升高到開始降低為止的階段，稱為主發(fā)酵階段。主發(fā)酵階段是堆肥生物化學(xué)反應(yīng)的基本階段，在發(fā)酵池內(nèi)進(jìn)行。周期一般需要天固體廢物有機(jī)固體廢物預(yù)處理無機(jī)物攪拌機(jī)機(jī)械發(fā)酵池風(fēng)機(jī)后處理后發(fā)酵貯藏出售主發(fā)酵期應(yīng)滿足下述各工藝條件：碳氮比(C/N): 有機(jī)物被微生物分解速度隨C/N比而變。微生物自身的C/N比約430，用作其營養(yǎng)的有機(jī)物C/N比最好也在此數(shù)值范圍內(nèi)，特別當(dāng)C/N比在10左右時(shí)，有機(jī)物被微生物分解速度最大。含水率 :

12、5060%重量時(shí)，微生物分解速度最快。供氧量 實(shí)際供氧量通常為理論量的210倍。但過量供氧易使溫度下降，不利于發(fā)酵的正常進(jìn)行。固體廢棄物的生化處理學(xué)后發(fā)酵 經(jīng)過主發(fā)酵的半成品被送去后發(fā)酵。在主發(fā)酵工序尚未分解的易分解及較難分解的有機(jī)物可能全部分解變成腐植酸、氨基酸等比較穩(wěn)定的有機(jī)物，得到完全成熟的堆肥成品。一般，把物料堆積到12米高度進(jìn)行后發(fā)酵，此時(shí)，需要防止雨水的裝設(shè)，有些場合還需進(jìn)行翻堆和通風(fēng)。有時(shí)即使不進(jìn)行通風(fēng)，也需要每周左右進(jìn)行一次翻堆。當(dāng)溫度穩(wěn)定在40左右時(shí)即達(dá)腐熟，一般需20一30天。后處理 經(jīng)過二次發(fā)酵后的物料中，幾乎所有的有機(jī)物都變細(xì)碎和變了形，數(shù)量也減少了。然而，在城市固體廢

13、物發(fā)酵堆肥時(shí)，在前處理工序中還沒有完全去除的塑料、玻璃、陶瓷、金屬、小石塊等雜物依然存在，因此，還要經(jīng)過一道分選工序以去除雜物，可以用回轉(zhuǎn)式振動(dòng)篩、振動(dòng)式回轉(zhuǎn)篩、磁選機(jī)、風(fēng)選機(jī)、慣性分離機(jī)、硬度差分離機(jī)等預(yù)處理設(shè)備分離去除上述雜質(zhì)，并根據(jù)需要（如生產(chǎn)精制堆肥）進(jìn)行再破碎。固體廢物有機(jī)固體廢物預(yù)處理無機(jī)物攪拌機(jī)機(jī)械發(fā)酵池風(fēng)機(jī)后處理后發(fā)酵貯藏出售固體廢棄物的生化處理學(xué)糞便輸送垃圾發(fā)酵倉熟料振動(dòng)篩細(xì)料通風(fēng)磁選農(nóng)肥粗料分揀利用浸濾液集水井沖洗水調(diào)節(jié)池初沉池污泥曝氣池豎流池污泥回用池上海市城市垃圾堆肥發(fā)酵系統(tǒng)工藝流程 固體廢棄物的生化處理學(xué)武漢市城市垃圾堆肥發(fā)酵系統(tǒng) 計(jì)量板式給料機(jī)初選（人工）發(fā)酵倉出倉

14、二次發(fā)酵垃圾入場磁選滾筒篩堆肥污水糞便計(jì)量廢鐵填埋回收物糞便入場固體廢棄物的生化處理學(xué)杭州市垃圾堆肥廠工藝流程圖城市生活垃圾貯料池抓吊廢鐵滾筒篩人工分選粗大無機(jī)物去填埋混合滾筒污水池風(fēng)機(jī)出料機(jī)二次發(fā)酵出料機(jī)風(fēng)機(jī)一次發(fā)酵振動(dòng)給料機(jī)散裝堆肥裝袋機(jī)填埋出售滾筒篩固體廢棄物的生化處理學(xué) 長野縣堆肥化系統(tǒng)流程圖脫臭戽斗式翻堆機(jī)貯槽定量給料器一次發(fā)酵倉家畜尿回轉(zhuǎn)振動(dòng)篩二次發(fā)酵倉雜質(zhì)污水池土壤脫臭裝置干凈氣體固體廢棄物的生化處理學(xué)六、堆肥方法1、間歇堆肥法（野積式堆肥） Windrows composting 傳統(tǒng)方法；是將原料一批一批地發(fā)酵，一批原料堆積之后，不再添加新料，待完成發(fā)酵成為腐殖土運(yùn)出。一次發(fā)

15、酵，周，每周翻動(dòng)-次二次發(fā)酵，-周全過程-天，場地堅(jiān)實(shí)不滲水面積足夠固體廢棄物的生化處理學(xué)固體廢棄物的生化處理學(xué)固體廢棄物的生化處理學(xué)說明：野積式堆肥首先要求對堆肥原料進(jìn)行前處理，然后根據(jù)其含水率和碳氮比，確定原料配比，國外利用城市固體廢棄物生產(chǎn)堆肥的配料方法有純垃圾堆肥、垃圾-糞便混合（7：3）堆肥、垃圾-污泥混合（7：3）堆肥三種。我國露天堆肥法一般是采用70-80%垃圾與20-30%糞稀配比。固體廢棄物的生化處理學(xué)2、好氧靜態(tài)堆肥工藝Aerated Static Pile composting一般采用露天強(qiáng)制通風(fēng)垛，當(dāng)一批物料堆積成垛后，不再添加新料和翻堆，直至物料腐熟后運(yùn)出。缺點(diǎn)是有機(jī)

16、物和微生物分布不均勻，局部會(huì)發(fā)生厭氧。固體廢棄物的生化處理學(xué)固體廢棄物的生化處理學(xué)3、連續(xù)發(fā)酵In-Vessel composting連續(xù)發(fā)酵工藝采取連續(xù)進(jìn)料和連續(xù)出料方式發(fā)酵，原料在一個(gè)專設(shè)的發(fā)酵裝置內(nèi)完成中溫和高溫發(fā)酵過程。這種系統(tǒng)除具有發(fā)酵時(shí)間短，能殺滅病源微生物外，還能防止異味，成品質(zhì)量比較高，已在美國、日本、歐洲廣為采用。固體廢棄物的生化處理學(xué)Unmixed vertical and horizontal reactor固體廢棄物的生化處理學(xué)Mixed(dynamic) vertical and horizontal reactor固體廢棄物的生化處理學(xué)固體廢棄物的生化處理學(xué)七、腐熟

17、度概念堆肥的腐熟度是指成品堆肥的穩(wěn)定程度。在工程上，它是的衡量堆肥反應(yīng)完成的信號；在農(nóng)業(yè)上，它是堆肥質(zhì)量的指標(biāo)。 (I) 直觀經(jīng)驗(yàn)法：成品氓肥顯棕色或陪灰色，并具有霉臭酌土壤氣味，無明顯的纖維。(2)淀粉測試法：淀粉測試法的理論依據(jù)是在正常的發(fā)酵過程中，堆肥的淀粉量隨時(shí)間增加而減少，一般當(dāng)發(fā)酵到達(dá)第45周時(shí)，淀粉絕大部分分解，最終成品堆肥中，淀粉應(yīng)全部消失。測定方法是將堆肥樣品加入高氯酸溶液，攪拌、過濾，用碘液檢驗(yàn)濾液，如果變黃、略有沉淀物，表明堆肥已經(jīng)穩(wěn)定；如果呈現(xiàn)藍(lán)色，表明堆肥未腐熟。測試方法固體廢棄物的生化處理學(xué) (3)耗氧速率法通過儀器自動(dòng)顯示堆層O或CO濃度在單位時(shí)間內(nèi)的變化值，以評

18、定堆肥發(fā)酵程度和腐熟情況。耗氧速率標(biāo)志著堆肥反應(yīng)的進(jìn)行程度。堆肥腐熟時(shí)，耗氧速率很低。認(rèn)為當(dāng)耗氧速率降為0.020.1 mol/min時(shí)，堆肥已腐熟。耗氧速率一般采用測氧儀測定固體廢棄物的生化處理學(xué)八、堆肥的農(nóng)業(yè)效用1、堆肥的改良土壤作用增加土壤有機(jī)質(zhì)改善土壤結(jié)構(gòu)：使粘質(zhì)土壤松散、砂質(zhì)土壤結(jié)團(tuán)、增加空隙率提高土壤功能：提高保水能力、防止肥分流失促進(jìn)植物根系增長2、 堆肥的增產(chǎn)作用增加土壤養(yǎng)分提高農(nóng)作物產(chǎn)量：1030%。固體廢棄物的生化處理學(xué)3、堆肥農(nóng)用的不利因素 、含量低 易富集有害元素 投資大，成本偏高固體廢棄物的生化處理學(xué)堆肥產(chǎn)品的精制堆肥化肥其他配料功能微生物精制農(nóng)肥混合破碎包裝混合造粒

19、低溫干燥篩分短期發(fā)酵混合有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥、營養(yǎng)基質(zhì)、生物菌肥固體廢棄物的生化處理學(xué)南宮堆肥廠南宮堆肥廠位于北京市大興縣贏海鄉(xiāng)南宮村,總建筑面積2.16萬平方米，其中廠房1.5萬平方米。 南宮堆肥廠日處理15-60mm的生活垃圾400噸，年處理量12.4萬噸。年產(chǎn)12mm以下及12-25mm堆肥4萬噸。南宮堆肥廠采用先進(jìn)的強(qiáng)制通風(fēng)隧道式發(fā)酵技術(shù)，處理由轉(zhuǎn)運(yùn)站送入的15-60mm的生活垃圾，生產(chǎn)0-12mm和12-25mm兩種粒徑分別適用于農(nóng)業(yè)及園林的堆肥產(chǎn)品。本項(xiàng)目整套生產(chǎn)設(shè)備及工藝控制技術(shù)全部由德國提供，與國內(nèi)同類產(chǎn)品相比，其體積小，技術(shù)含量高，全部采用自動(dòng)控制技術(shù)，即在中央控制室可以直接對設(shè)備

20、及工藝過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，完成信息采集、綜合處理等工作。固體廢棄物的生化處理學(xué)南宮堆肥廠為防止生產(chǎn)過程中散發(fā)出氨氣（NH3）、硫化氫（H2S）等有害氣體及臭味，堆肥廠建設(shè)了生物過濾池，能有效地過濾，抑制有害氣體。堆肥廠生產(chǎn)廢水在工藝中循環(huán)使用，不外排，而且廠區(qū)生產(chǎn)地面全部采用水泥地面，可防止垃圾滲瀝液對地下水的污染；生活廢水經(jīng)污水處理系統(tǒng)處理后排放。堆肥廠設(shè)有化驗(yàn)室，定期測定垃圾成分和堆肥腐熟度，以確保堆肥產(chǎn)品質(zhì)量。固體廢棄物的生化處理學(xué)南宮堆肥廠工藝流程圖固體廢棄物的生化處理學(xué)3-2 厭氧發(fā)酵制沼氣 Anaerobic Biological Transformations固體廢棄物的生化處理學(xué)

21、一、 厭氧消化概念及發(fā)展過程1、厭氧消化定義厭氧消化是指在厭氧狀態(tài)下，利用厭氧微生物，有控制地使廢物中可生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CH4、CO2和穩(wěn)定物質(zhì)的生物化學(xué)過程固體廢棄物的生化處理學(xué)、厭氧消化發(fā)展過程農(nóng)業(yè)廢棄物、農(nóng)村人畜糞便厭氧發(fā)酵糞便、污泥厭氧消化技術(shù)受到重視能源危機(jī)、石油價(jià)格上漲可生物降解有機(jī)垃圾正處于研究和應(yīng)用階段沼氣家庭取暖、照明、做飯減量化、穩(wěn)定化(有機(jī)物減量3050%)沼氣替代能源固體廢棄物的生化處理學(xué)3、厭氧消化特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：厭氧微生物生長速度慢，處理效率低，設(shè)備體積大會(huì)產(chǎn)生H2S等惡臭氣體可將廢棄物中低品位生物能轉(zhuǎn)化為高品位沼氣厭氧消化不需要通風(fēng)動(dòng)力，設(shè)施簡單，運(yùn)行成本低

22、適于處理高濃度有機(jī)廢水和廢物厭氧消化后的殘?jiān)鸦痉€(wěn)定，可做農(nóng)肥、飼料或堆肥化原料生產(chǎn)過程全封閉固體廢棄物的生化處理學(xué)二、厭氧消化原理三階段理論1、厭氧發(fā)酵的原理整個(gè)發(fā)酵過程分為液化、產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷三個(gè)階段；不同菌群固體廢棄物的生化處理學(xué) （低級揮發(fā)性脂肪醇類、中性化合物、H2、CO2）（不產(chǎn)甲烷菌、產(chǎn)甲烷菌）c（CO2、H2、甲醇、甲酸、乙酸、CH4）A.液化階段 a（碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪） b（單糖或二糖、酞、氨基酸等） B. 產(chǎn)酸階段： b C. 產(chǎn)甲烷階段： c CH4固體廢棄物的生化處理學(xué)固體廢棄物的生化處理學(xué)三階段厭氧消化模式厭氧消化產(chǎn)氣中甲烷含量5060%；1kg可降解有機(jī)物產(chǎn)

23、生0.631.0m3的沼氣固體廢棄物的生化處理學(xué)2. 影響發(fā)酵的因素A. 溫度：常用的有三種發(fā)酵溫度 a. 低溫發(fā)酵：大多處于20以下，產(chǎn)氣不高； b. 中溫發(fā)酵：在37左右，這是甲烷菌第一個(gè)最佳活性區(qū)； c. 高溫發(fā)酵：在53左右，這是甲烷菌第二活性區(qū)。 固體廢棄物的生化處理學(xué) B. pH 甲烷菌對pH要求很窄，為7.0左右，一般應(yīng)控制在6.8-7.5之間。一般情況下，發(fā)酵過程可以自身調(diào)解，但新進(jìn)料時(shí)易降低，可少加石灰進(jìn)行調(diào)解。 固體廢棄物的生化處理學(xué) C. 攪拌 一般高溫時(shí)要求攪拌，以增強(qiáng)產(chǎn)氣率和防止局部酸化。方式有： a. 機(jī)械攪拌； b. 充氣攪拌； c. 泵循環(huán)。固體廢棄物的生化處理

24、學(xué)1、低固體消化工藝特點(diǎn)：固體濃度低（ 48% ） ，容易混合均勻，進(jìn)出物料泵簡單，可稀釋有毒物質(zhì)。但廢物中須加水，導(dǎo)致消化污泥處置之前須脫水，成本較高工藝步驟-分三步第一步：有機(jī)成分的準(zhǔn)備。涉及廢物接收、粉碎和分選第二步：增加水分和養(yǎng)分，混合器內(nèi)混合、調(diào)節(jié)pH值到6.8、加熱物料到5560 ，進(jìn)入消化器進(jìn)行厭氧消化第三步：沼氣收集、貯存及沼氣分離，消化污泥的脫水和處置三、根據(jù)反應(yīng)器中固體濃度劃分固體廢棄物的生化處理學(xué)2、高固體消化工藝特點(diǎn)：固體濃度高（ 22%），不需要加水，反應(yīng)器單位體積需水量低，產(chǎn)氣量高。但進(jìn)出物料泵復(fù)雜，有毒物質(zhì)（鹽和重金屬）易使微生物中毒工藝步驟-分三步第一步：有機(jī)成

25、分的準(zhǔn)備。涉及廢物接收、粉碎和分選第二步：增加養(yǎng)分，混合器內(nèi)混合、調(diào)節(jié)pH值到6.8、加熱物料到5560 ，進(jìn)入消化器進(jìn)行厭氧消化第三步：沼氣收集、貯存以及沼氣分離，消化污泥的簡單脫水和處置固體廢棄物的生化處理學(xué)四、厭氧消化裝置固體廢棄物的生化處理學(xué)水壓式沼氣池（一）結(jié)構(gòu)與工作原理1、啟動(dòng)前狀態(tài) ：平衡2、啟動(dòng)后狀態(tài) ：產(chǎn)生的沼氣將料液壓向水壓箱，箱內(nèi)液面升高3、使用沼氣狀態(tài)：料液壓擠壓沼氣供氣固體廢棄物的生化處理學(xué)固體廢棄物的生化處理學(xué)（二）設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)參數(shù)（1）氣壓：7480pa（即80cm水柱）為宜。（2）池容產(chǎn)氣率：池容產(chǎn)氣率系指每立方米發(fā)酵池容積1晝夜的產(chǎn)氣量，單位為m3沼氣/（m3

26、池容d）。我國通常采用的池容產(chǎn)氣率包括0.15、0.2、0.25和0.3幾種。（3）貯氣量：貯氣量系指氣箱內(nèi)的最大沼氣貯存量。農(nóng)村家用水壓式沼氣池的最大貯氣量以12小時(shí)產(chǎn)氣量為宜，其值與有效水壓間的容積相等。（4）池容：池容系指發(fā)酵間的容積。農(nóng)村家用水壓式沼氣池的池容積有4、6、8、10m3等幾種。（5）投料率：投料率系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%之間為宜。固體廢棄物的生化處理學(xué)2、發(fā)酵間的設(shè)計(jì)（1）確定池容 （2）確定貯氣量 貯氣量=池容產(chǎn)氣率池容1/2固體廢棄物的生化處理學(xué)（3）計(jì)算圓筒形發(fā)酵間容積 （4）確定進(jìn)出料管安裝位置 圓筒形發(fā)酵間由池蓋、池身、池

27、底組成 水壓式沼氣池進(jìn)出料管的水平位置，一般確定在發(fā)酵間直徑的兩端固體廢棄物的生化處理學(xué)3、水壓間的設(shè)計(jì)（1）水壓間的底面標(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)酵間最大液位下降值（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)最大貯氣量固體廢棄物的生化處理學(xué)化糞池 （1）它兼有污水沉淀和污泥發(fā)酵雙重作用。糞水流入化糞池后，速度減慢。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化糞池中，糞水停留時(shí)間為12-24小時(shí)，比重大的懸浮固體下沉到池底。化糞池大約可將70%的懸浮固體截留下來（2）被截留的懸浮固體受厭氧菌的分解作用，產(chǎn)

28、生氣體上浮，將分解后的疏松物質(zhì)牽引到液面，形成一層浮渣皮。浮渣中的氣體逸散后，懸浮固體再次下沉成為污泥。如此反復(fù)分解、消化，浮渣和污泥逐漸液化、降解掉（一）工作原理固體廢棄物的生化處理學(xué)（二）化糞池容積及其計(jì)算公式 E服務(wù)人口，人；Q每人每天污水量，L； Tq污水在池內(nèi)停留時(shí)間，一般取0.5-1.0d； S每人每天污泥量，一般取0.8-1.0L； Ts清泥周期，一般按100-360d； C污泥消化體積減小系數(shù)，一般為0.7，(D/2)/ (1/1) PW生污泥含水率，一般為95%； PW池內(nèi)污泥含水率，上部下部平均取95%。 固體廢棄物的生化處理學(xué)（三）. 化糞池結(jié)構(gòu)改進(jìn) 一格二格三格 一般： 一格：分離沉淀，厭氧發(fā)酵； 二格：充氣攪拌，好氧發(fā)酵； 三格：再次沉淀，上清液排入下水道。固體廢棄物的生化處理學(xué)固體廢棄物的生化處理學(xué)糞便厭氧發(fā)酵池分常溫、中溫、高溫發(fā)酵。a.常溫：不加料情況下，經(jīng)35天，大腸桿