固體廢物的資源化技術(shù)-固體廢物的生物處理技術(shù)

固體廢物的生物處理技術(shù)固體廢物的好氧堆肥處理固體廢物的生物處理技術(shù)是直接或間接利用生物體的機(jī)能，對(duì)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，或者能夠高效凈化環(huán)境污染，同時(shí)又生產(chǎn)有用物質(zhì)的工程技術(shù)利用微生物、動(dòng)物或植物的新陳代謝作用，將固體廢物轉(zhuǎn)化為有用的物質(zhì)和能源。實(shí)現(xiàn)減量化，資源化，無(wú)害化。處理方法好氧堆肥處理厭氧消化處理微生物浸出其它生物處理方法堆肥化: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)物將廢物中的元素轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹軤顟B(tài)并得以分離的過(guò)程蚯蚓床技術(shù)廢物生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白等1423基本原理堆肥過(guò)程中同化、異化作用。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12345評(píng)價(jià)指標(biāo)6四類，15個(gè)好氧堆肥處理異化作用

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堆肥處理好氧堆肥過(guò)程適應(yīng)新環(huán)境嗜溫性細(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℃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↘好氧堆肥處理影響因素及工藝堆肥化效果供氧量含水率溫度和有機(jī)物含量顆粒度C/N和C/PpH好氧堆肥處理固體廢物的生物處理技術(shù)（1）供氧量通風(fēng)，可以調(diào)節(jié)溫度和水分（2）含水率堆肥最適宜含水率50-60%，有機(jī)物分解速率最快40-50%，堆肥溫度降低＜20%，微生物的活動(dòng)基本停止＞70%，溫度上升，厭氧狀態(tài)（3）溫度和有機(jī)物含量溫度55-60℃：可加快分解消化可殺死蟲(chóng)卵、致病菌和雜草籽有機(jī)物適度（4）顆粒度均勻影響因素及工藝固體廢物的生物處理技術(shù)（5）C/N和C/PC是生物發(fā)酵的動(dòng)力和熱源N是微生物的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源C/N過(guò)小，容易引起菌體衰老和自溶，造成N浪費(fèi)和酶產(chǎn)量下降C/N過(guò)高，容易引起雜菌感染，造成C浪費(fèi)和酶產(chǎn)量下降，堆肥中C/N過(guò)高，進(jìn)入土壤后奪取土壤中N，使土壤陷入N饑餓，影響作物生長(zhǎng)。C/P為75-150（6）pH7.5-8.5影響因素及工藝影響因素及工藝主發(fā)酵

分選、破碎、篩分、混合、養(yǎng)分及水分調(diào)節(jié)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，45-60℃，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，堆高1-2m每周一次翻堆，20~30d3

貯存夏冬需貯存，容納6個(gè)月的貯存設(shè)備；干燥透氣6

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

后處理

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

好氧堆肥處理腐熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)

化學(xué)指標(biāo)pH/COD/BOD/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)好氧堆肥處理堆肥腐熟度評(píng)價(jià)腐熟度是衡量堆肥進(jìn)行程度的指標(biāo)。堆肥腐熟度是指堆肥中的有機(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。物理指標(biāo)：定性描述，不能定量描述堆肥的腐熟度（1）氣味：臭味逐漸減弱并在堆肥結(jié)束后消失（2）粒度：腐熟后呈現(xiàn)疏松的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)（3）色度：腐熟后的堆肥產(chǎn)品呈深褐色或黑色化學(xué)指標(biāo)：（1）pH（2）有機(jī)質(zhì)變化指標(biāo)：用COD、BOD、VS來(lái)反映堆肥有機(jī)物降解和穩(wěn)定化的程度（3）碳氮比：C/N比值降至（10-20）:1時(shí)，認(rèn)為堆肥達(dá)到腐蝕（4）氮化合物：有機(jī)氮化合物——硝化反應(yīng)；氨態(tài)氮被氧化成硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮。（5）腐殖酸：腐殖酸的含量上升。堆肥化設(shè)備

堆肥化設(shè)備破碎設(shè)備混合設(shè)備輸送設(shè)備分離設(shè)備斗式裝載機(jī)或推土機(jī)、垮式翻堆機(jī)、側(cè)式翻堆機(jī)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(shù)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)備好氧堆肥處理固體廢物的生物處理技術(shù)固體廢物的厭氧消化處理厭氧消化原理厭氧消化影響因素厭氧消化工藝厭氧消化設(shè)備1234厭氧消化處理厭氧消化原理

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)

厭氧消化處理水解菌主導(dǎo)作用醋酸分解菌主導(dǎo)作用厭氧消化原理

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

厭氧消化處理產(chǎn)酸菌占主導(dǎo)作用產(chǎn)甲烷細(xì)菌占主導(dǎo)作用厭氧消化處理的特點(diǎn)（1）過(guò)程可控、降解快、生產(chǎn)過(guò)程全封閉。（2）資源化效果好，可將潛在于廢棄有機(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，厭氧消化處理不需要通風(fēng)動(dòng)力，設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低（4）產(chǎn)物可再利用經(jīng)厭氧消化后的廢物基本得到穩(wěn)定，可做農(nóng)肥、飼料或堆肥化原料。（5）可殺死傳染性病原菌，有利于防疫（6）厭氧過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生H2S等惡臭氣體（7）厭氧微生物的生長(zhǎng)速率低，處理效率低，設(shè)備體積大厭氧消化的影響因素添加物和抑制物厭氧條件接種物溫度原料配比攪拌pH其它因素厭氧消化處理厭氧消化處理影響因素（1）厭氧條件判斷厭氧程度：氧化還原電位（Eh）-300mV（2）原料配比C/N為（20-30）：1P（以磷酸鹽計(jì)）：為有機(jī)物含量的1/1000（3）溫度40-65℃溫度過(guò)低，厭氧消化的速率低，產(chǎn)氣量低，達(dá)不到殺滅病原菌的目的溫度高，微生物處于休眠狀態(tài)，不利于消化（4）pH控制在6.5-7.5，最佳pH7.0-7.2厭氧消化處理影響因素（5）添加物和抑制物添加硫酸鋅、磷鐵礦、煉鋼渣、碳酸鈣、爐灰等有助于促進(jìn)厭氧發(fā)酵，調(diào)高產(chǎn)氣量和原料利用率。添加鉀、鈉、鎂、鋅、磷等可提高產(chǎn)氣率原料中含氮化合物多，抑制甲烷發(fā)酵（6）接種物開(kāi)始發(fā)酵，菌種量達(dá)到料液量的5%以上。（7）攪拌可使消化原料分布均勻，增加微生物與消化基質(zhì)的接觸，使產(chǎn)物及時(shí)分離，防止局部酸積累和排出抑制厭氧菌活動(dòng)的氣體提高產(chǎn)氣量厭氧消化工藝

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)的不同加以控制厭氧消化處理厭氧消化工藝

根據(jù)消化溫度劃分工藝類型高溫消化工藝厭氧消化處理高溫消化菌的培養(yǎng)：高溫消化菌來(lái)自污水池或地下水道有氣泡產(chǎn)生的中性偏堿的污泥中，培養(yǎng)，接種。高溫維持：在消化池內(nèi)布設(shè)盤管，通入蒸汽加熱料漿原料投入與排出：原料消化速率快，要求連續(xù)投入新料與排出消化液消化物料的攪拌：消除高溫狀態(tài)和保持全池溫度均一。厭氧消化工藝

根據(jù)消化溫度劃分工藝類型自然溫度消化工藝厭氧消化處理厭氧消化工藝

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)消化工藝厭氧消化處理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)方形甲烷消化池厭