固體廢物的生物處理課件

第一節(jié)固體廢物好氧堆肥處理

一、概述（P126）堆肥化：在控制條件下，使可生物降解的有機(jī)廢物，向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的微生物學(xué)過程。堆肥化的產(chǎn)物稱為堆肥。2.堆肥作用：增加土壤中的腐殖質(zhì)，改善土壤的物理、化學(xué)、生物性質(zhì)，適于農(nóng)作物生長。第五章固體廢物的生物處理1.堆肥化、堆肥固體廢物生物處理指利用的機(jī)能，對固體廢物的某些組成進(jìn)行轉(zhuǎn)化以降低或消除污染物產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝。根據(jù)微生物生長環(huán)境分為好氧堆肥和厭氧堆肥兩種。通常指好氧堆肥。二、堆肥化原理和影響因素（P127)（一）原理1、好氧堆肥原理合成(同化作用)氧化堆肥有機(jī)物(含C、H、O、N、S、P)，氧，微生物細(xì)胞物質(zhì)(微生物繁殖)CO2，H2O，NH3，PO42-，SO42-能量隨水或氣體排入環(huán)境釋放能量轉(zhuǎn)化為熱供生物合成用(異化作用)+腐殖物質(zhì)+圖5-1好氧堆肥基本原理示意圖

好氧微生物使堆肥原料中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)過程。2.好氧堆肥化過程(P129)10080604020時(shí)間潛伏階段

中溫階段

高溫階段

腐熟階段

℃度溫圖5-2好氧堆肥化過程示意圖（二）影響因素（P130)1、供氧量通風(fēng)作用：供氧，調(diào)節(jié)堆層溫度和水分含量。例5-1：用一成分為C31H50NO26的堆肥物料進(jìn)行好氧堆肥，每1000kg堆料在堆肥化后僅剩下200kg，測定產(chǎn)品成分為C11H14NO4，試求每1000kg物料的理論需氧量。解：（1）堆肥物料C31H50NO26分子量為852，則1000kg堆料有機(jī)物的量=(1000/852)=1.173kmol。（2）堆肥產(chǎn)品C11H14NO4分子量為224，則每mol堆料生成的堆肥產(chǎn)品摩爾數(shù)為n＝200/（1.173×224)=0.76kmol由a=31,b=50,c=1,d=26,w=11,x=14,y=1，z=4,可得（3）堆肥過程可表示為（有機(jī)物轉(zhuǎn)化通式）4）堆肥過程所需氧量m=[0.5(0.76×4+2×22.64+19.32-26)×1.173×32]=781.5kg3、溫度和有機(jī)物含量溫度:50～65℃之間，高溫有利于殺菌。有機(jī)物含量影響堆肥溫度與通風(fēng)供氧要求。適宜的有機(jī)物含量20％～80％。4、顆粒度：影響供風(fēng)通氧；堆肥前需通過破碎、分選等去除不可堆肥化物質(zhì)，使物料粒度達(dá)到均勻化。5、C/N和N/P比碳為微生物生命活動提供動力和能源，氮主要用于合成微生物體，也是反應(yīng)速率的重要因素；

C/N為（26～35）:1;C/P為（75～150）：1。2、含水率

水分作用：溶解有機(jī)物，參與微生物新陳代謝；調(diào)節(jié)溫度。適宜的含水率為50～60%。（2）計(jì)算加入到樹葉中的污泥量使混合C/N=25（3）計(jì)算混合后的C/N和含水率①對于0.33kg的污泥②對于0.33kg的污泥+1kg的樹葉6、pH值:堆肥初始階段pH下降，隨著堆肥化的進(jìn)行pH逐漸升高。適宜的pH值在7.5～8.5。④③則固體廢物有機(jī)固體廢物前處理無機(jī)物主發(fā)酵機(jī)械發(fā)酵池風(fēng)機(jī)后處理后發(fā)酵貯藏出售二、好氧堆肥工藝圖5-3好氧堆肥工藝流程1.前處理包括破碎、分選、篩分、混合及養(yǎng)分、水分的調(diào)節(jié)等。2.主發(fā)酵（一次發(fā)酵，4～12d）在露天或發(fā)酵裝置內(nèi)進(jìn)行，通過翻堆或強(qiáng)制通風(fēng)供氧。堆肥過程中溫度升高到開始降低的階段稱為主發(fā)酵期。3.后發(fā)酵（二次發(fā)酵，20～30d）將主發(fā)酵中尚未分解有機(jī)物進(jìn)一步分解，得到腐熟的堆肥制品。通常采用條堆或靜態(tài)堆肥的方式。4.后處理：去除雜質(zhì)，或按需要加入N、P和K等添加劑。5.脫臭：去除堆肥化過程中產(chǎn)生的臭氣。化學(xué)除臭劑；堿水或水溶液過濾；生物除臭法；吸附法。6.貯存第二節(jié)固體廢物的厭氧消化處理一、概述（P135)1、厭氧消化（甲烷發(fā)酵）：指厭氧條件下，厭氧微生物使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CO2、CH4過程。2、特點(diǎn)：過程可控、生產(chǎn)過程全封閉；能源化效果好；運(yùn)行成本低；產(chǎn)物可再利用；處理效率低，設(shè)備體積大；產(chǎn)生惡臭。二、厭氧消化原理(一）三階段理論圖5-4有機(jī)物的厭氧發(fā)酵過程固體物質(zhì)變成溶于水的物質(zhì)。細(xì)菌再將其分解成不同的產(chǎn)物。可溶性有機(jī)物在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌作用下進(jìn)一步分解。對有機(jī)廢水，產(chǎn)甲烷階段是厭氧消化的控制步驟。對有機(jī)物污泥、垃圾等廢物，水解階段是消化的控制步驟。2、兩段理論分為酸性發(fā)酵階段和堿性發(fā)酵階段，相應(yīng)起作用的微生物分為產(chǎn)酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌。二、厭氧消化影響因素1、厭氧條件用氧化還原電位（Eh）表示，Eh<-330mV。2、原料配比C/N比（20～30）：1。磷（以磷酸鹽計(jì)）一般為有機(jī)物的1/1000。3、溫度中溫發(fā)酵（35～38℃）和高溫發(fā)酵（50～65℃）。高溫有利于殺菌。三、厭氧消化工藝

（一）按消化溫度劃分1、高溫消化工藝（47～55℃）程序如下：①高溫消化菌的培養(yǎng)：菌種取自污水池污泥。②高溫的維持：池內(nèi)布設(shè)盤管，通入蒸汽加熱料漿；③原料投入與排出：連續(xù)投入新料與排出消化液；④消化物料的攪拌：2、自然消化工藝圖5-6自然溫度半批量投料消化工藝流程包括預(yù)處理、厭氧消化反應(yīng)器、消化氣凈化與貯存、消化液與污泥的分離、處理與利用。

消化池結(jié)構(gòu)簡單、成本低。消化周期視季節(jié)和地區(qū)的不同加以控制。（二）按投料方式分1、連續(xù)消化工藝圖5-7固體廢物連續(xù)消化工藝流程定量添加消化原料和排出舊料，消化連續(xù)運(yùn)行。

2、半連續(xù)消化工藝（圖5-8）3、兩步消化工藝第一反應(yīng)器功能：水解、液化固態(tài)有機(jī)物；緩沖和稀釋負(fù)荷沖擊與有害物質(zhì)，截留難降解的固態(tài)物質(zhì)。第二反應(yīng)器功能：保持厭氧條件和pH，消化、降解前一階段產(chǎn)物，產(chǎn)生消化氣，截留懸浮固體，改善出料性質(zhì)。啟動時(shí)投入較多的消化原料，當(dāng)產(chǎn)氣量下降時(shí)，定期和不定期的添加新料和排出舊料，以維持穩(wěn)定的產(chǎn)氣率。（二）長方形或方形甲烷消化池1.進(jìn)料口；2.出料口；3.發(fā)酵室；4.氣體儲藏室；5.木板蓋；6.儲水庫；7.攪拌器；8.通水穴；9.出料門洞；10糞水溢水管；11.導(dǎo)氣喇叭口。

（三）紅泥塑料沼氣池

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