固体废弃物的生物处理

1、1会计学固体废弃物的生物处理固体废弃物的生物处理第1页/共113页第2页/共113页第3页/共113页第4页/共113页第5页/共113页第6页/共113页一、生物处理定义 生物处理就是以固体废物中的可降解有机物或其他组分为对象，利用生物对其作用，转化为稳定产物、能源和其他有用物质的一种处理技术。第7页/共113页。第8页/共113页分。第9页/共113页第10页/共113页第11页/共113页第12页/共113页深褐色、质地松散、有泥土味的物质。这深褐色、质地松散、有泥土味的物质。这种物质的养料价值不高，但却是一种极好种物质的养料价值不高，但却是一种极好的土壤的土壤调节剂和改良剂调节剂和改良

2、剂，其主要成分是腐，其主要成分是腐殖质。殖质。第13页/共113页第14页/共113页第15页/共113页第16页/共113页第17页/共113页式中 r=0.5b-nx-3(c-ny)； s=a-nw；n为降解效率(摩尔转化率1)； CaHbNcOd和CwHxNyOz分别代表堆肥原料和 堆肥产物的成分。3222)()2( 5 . 0NHnycOrHsCOONHnCOdrsnzONHCzyxwdcba第18页/共113页第19页/共113页解 (1)计算出堆肥物料C31H50NO26千摩尔质量为852kg，则参加过程的有机物摩尔数=(1000/852)kmol=1.173kmol； (2)堆肥

3、产品C11H14NO4的千摩尔质量为224kg，可算出每摩尔参加过程的残余有机物摩尔数=200/224=0.89kmol 则降解效率为200/(1.173224)=0.76；0.89/1.173=0.76 (3)由已知条件：a=31，b=50，c=1，d=26，w=11，x=14，y=1，z=4。可以算出 r=0.550-0.7614-3(1-0.761)=19.32 S=31-0.7611=22.64 (4)所需的氧量为： W=0.5(0.764+222.64+19.32-26) 1.17332kg=781.5kg第20页/共113页温度的变化来表征有氧呼吸的强度第21页/共113页第22页

4、/共113页第23页/共113页第24页/共113页。第25页/共113页第26页/共113页第27页/共113页风。第28页/共113页第29页/共113页固 体 废固 体 废物物有机固体废有机固体废物物预 处预 处理理无机无机物物搅拌搅拌机机机械发酵机械发酵池池风机风机后 处后 处理理后 发后 发酵酵贮藏贮藏出售出售工厂化机械堆肥工艺流程工厂化机械堆肥工艺流程v工厂机械化堆肥第30页/共113页垃圾卸料垃圾卸料第31页/共113页60mm。如果堆肥物质结构。如果堆肥物质结构坚固，不易挤压，粒径应小坚固，不易挤压，粒径应小些，否则粒径应大些。此外，些，否则粒径应大些。此外，决定垃圾粒径大小时

5、，还应决定垃圾粒径大小时，还应考虑它的经济性，因为粒度考虑它的经济性，因为粒度 ，动力消耗，动力消耗 ，处理垃圾的，处理垃圾的费用费用 。第32页/共113页垃圾前处理-破碎,分选第33页/共113页 通常将通常将堆肥开始到堆肥温度升高到开始堆肥开始到堆肥温度升高到开始降低降低为止的阶段，称为主发酵阶段。主发酵为止的阶段，称为主发酵阶段。主发酵阶段是堆肥生物化学反应的基本阶段，在发阶段是堆肥生物化学反应的基本阶段，在发酵池内进行。酵池内进行。第34页/共113页第35页/共113页卧式堆肥发酵滚筒卧式堆肥发酵滚筒第36页/共113页箱式堆肥发酵池箱式堆肥发酵池第37页/共113页堆积到堆积到1

6、2米高度进行后发米高度进行后发酵，此时，需要防止雨水的酵，此时，需要防止雨水的装设，有些场合还需进行翻装设，有些场合还需进行翻堆和通风。有时即使不进行堆和通风。有时即使不进行通风，也需要每周左右进行通风，也需要每周左右进行一次翻堆。一次翻堆。第38页/共113页杂物，杂物，可以用回转式振动筛、可以用回转式振动筛、振动式回转筛、磁选机、风振动式回转筛、磁选机、风选机、惯性分离机、硬度差选机、惯性分离机、硬度差分离机等预处理设备分离去分离机等预处理设备分离去除上述杂质，除上述杂质，并根据需要并根据需要（如生产精制堆肥）进行再（如生产精制堆肥）进行再破碎。破碎。第39页/共113页城市生活垃城市生活

7、垃圾圾贮料贮料池池抓抓吊吊废铁废铁滚 筒滚 筒筛筛人工分人工分选选粗大无机物去粗大无机物去填埋填埋混合滚混合滚筒筒污污水水池池风风机机出 料出 料机机二 次 发二 次 发酵酵出 料出 料机机风风机机一一次次发发酵酵振 动 给振 动 给料机料机散装堆散装堆肥肥装 袋装 袋机机填埋填埋出出售售滚 筒滚 筒筛筛杭州市垃圾堆肥厂工艺流程图杭州市垃圾堆肥厂工艺流程图第40页/共113页第41页/共113页Der Gegenstromwscher hat mehrere Funktionen:Entstaubung der Abluft Entfernung von Ammoniak Wasserdamp

8、fsttigung der Luft zur Befeuchtung des Biofiltermaterials生物除臭第42页/共113页第43页/共113页第44页/共113页第45页/共113页计量设备：计量设备：地磅称供料设备：供料设备：贮料仓、进料斗、起重机等。预处理设备：预处理设备：破包机、撕碎机、分选机、混合搅拌机等。发酵设备：发酵设备：一次发酵设备、二次发酵设备等。后处理设备：后处理设备：筛选机、烘干造粒机、配肥、包装机等。其它设备：其它设备：脱臭装置、污水导排与处理装置、配电与控制装置；第46页/共113页第47页/共113页第48页/共113页 通风供氧是好氧堆肥化生产的

9、基本条件之一，在机械堆肥生产系统里，要求至少有50的氧渗入到堆料各部分，以满足微生物氧化分解有机物的需要。 通风的作用：（1）提供氧气，以促进微生物的发酵过程（2）通过供气量的控制，调节最适合的温度（3）在维持最适温度的条件下，加大通风量可以去除水分第49页/共113页第50页/共113页通风量主要决定于堆肥原料有机物含量、挥发度()，可降解系数(分解效率)等 。第51页/共113页在堆肥实际运行过程中，可根据以下空气量近似估计的方法来评价堆肥发酵情况最佳排气O2浓度为14%17%排气中O2分压大于14%，则表示空气中氧的消耗不到1/3如排气中O2体积分数降至10%，则表示好氧发酵停止如用排气

10、中CO2体积分数来代替O2体积分数作为监测参数，则最佳CO2的体积分数应为3%6%第52页/共113页图是垃圾含水率与细菌生长和氧摄人量的关系曲线，其中微生物的生长和对氧的要求均在含水率为5060时达到峰值。故在用生活垃圾制堆肥时，一般以含水率55为最佳。第53页/共113页第54页/共113页)/()(mbcmWWWWM式中： M调节剂与垃圾的重量(湿重)比； Wm、Wc、Wb分别为混合原料含水率、垃圾含水率、调节剂含水率。第55页/共113页第56页/共113页第57页/共113页第58页/共113页第59页/共113页第60页/共113页2121NNCCK式中：K混合原料的碳氮比，通常取

11、最佳范围值， 配合后为35：1；C1、C2、N1、N2分别为有机原料和添加物料的碳、氮含量第61页/共113页第62页/共113页第63页/共113页第64页/共113页第65页/共113页第66页/共113页第67页/共113页影响大，特别是对微生物量、区系、密度、拮抗菌等影响大，进而导致肥效降低。第68页/共113页第69页/共113页第70页/共113页第71页/共113页n第72页/共113页第73页/共113页度土壤覆盖第74页/共113页第75页/共113页第76页/共113页第77页/共113页第78页/共113页第79页/共113页第80页/共113页第81页/共113页行毒理

12、监察第82页/共113页收集垃圾机械分选有机碎块待处理料分堆蚯蚓转化筛选蚯蚓蚓粪金属玻璃塑料橡胶放置蚯蚓第83页/共113页第84页/共113页第85页/共113页 有机废弃物中的有机质是蚯蚓生存的主要条件,但有机质的营养搭配是限制蚯蚓生长和繁殖的关键。过去认为主要决定于蛋白质和脂肪的含量,实际上食料C/N才是反映蚯蚓堆肥适宜性的综合指标。 研究表明C/N较高时蚯蚓数量增长多,繁殖快,更有利于提高蚯蚓堆肥处理效果。多年研究结果表明,当目标C/N=(2540) 1时蚯蚓堆肥处理效果最佳。第86页/共113页 不同种蚯蚓的生存域值范围各不相同,一般的试验条件将温度控制在2025的范围。以夏、秋季节

13、处理效果较好,特别是深秋季节,环境温度在20左右时,特别适合蚯蚓生长繁殖,此时蚯蚓的增殖率接近80%,温度过高或过低都对蚯蚓产生负面影响。蚯蚓，为习见的一种陆生环节动物蚯蚓，为习见的一种陆生环节动物, ,生活在土壤中，昼伏夜出，以腐败有生活在土壤中，昼伏夜出，以腐败有机物为食，连同泥土一同吞入。也摄机物为食，连同泥土一同吞入。也摄食植物的茎叶等碎片。蚯蚓可使土壤食植物的茎叶等碎片。蚯蚓可使土壤疏松、改良土壤、提高肥力，促进农疏松、改良土壤、提高肥力，促进农业增产。世界的蚯蚓约有业增产。世界的蚯蚓约有 25002500多种，多种，我 国 已 记 录我 国 已 记 录 2 2 92 2 9 种 。

14、 环 毛 属种 。 环 毛 属（Pheretima)Pheretima)，广种类多，我国有，广种类多，我国有20002000多种。多种。第87页/共113页 蚯蚓的呼吸和其他生命活动跟环境湿度密切相关。湿度过小,蚯蚓会降低新陈代谢速率,降低水分消耗,出现逃逸、脱水而极度萎缩呈半休眠状态;湿度过高则溶解氧不足,出现逃逸或窒息死亡。蚯蚓能够适应的湿度范围为30%80%,最适宜的湿度范围为60%80%。第88页/共113页第89页/共113页 在大规模的工程应用中,增大蚯蚓投加密度可提高单位容积的处理效率,但投加密度过高使种群内发生生存空间和食物的争夺,影响有机废弃物处理效率。Pius MNdegw

15、a等研究得出蚯蚓投加密度为1.6kgm-2,时生物转化效率最高。第90页/共113页 新鲜的有机废弃物来源广泛,成分复杂,常含有对蚯蚓生长不利的因素。因此,一般投加蚯蚓前必须对其进行预处理,以杀死大量病原菌和其他有害的微生物。厌氧发酵时产生甲烷、CO2等气体,对蚯蚓的存活率造成极大的威胁。同时，重金属对蚯蚓也会产生影响。第91页/共113页1、蚓粪是优质生物肥,可改良土壤、提高植物产量 用蚯蚓处理垃圾,不仅环保,而且可生产出高品质绿色肥料蚓粪。蚯蚓粪是一种氮、磷、钾含量齐全,并含有大量有机质、腐植酸的黑色颗粒肥料。与其他肥料相比,蚯蚓粪具有卫生、无异味、颗粒状、吸水、保水、透气性能强等特点。2

16、、蚓粪是优质饲料 蚓粪中含有甘氨酸等17种氨基酸,富含蛋白质,无异味,是配合饲料的组成原料之一,与其他饲料搭配饲喂畜禽,有助于解决蛋白质饲料不足的问题。第92页/共113页3、蚓粪对植物病虫害有抑制作用 研究发现,蚯蚓对农业有机废弃物进行生物降解的产物蚓粪,在一定程度上能够控制蔬菜类植物黄瓜苗期土传病害的发生,并表现出明显的促进植物生长的效应;并从新鲜蚯蚓粪中成功分离到拮抗活性强、抗菌性广的拮抗微生物。4、蚓粪还可用于修复重金属、农药等污染的土壤 由于蚓粪具有强大的表面积,可吸附重金属,减少植物对重金属的吸收,从而遏制重金属进入食物链,是一种有效的重金属钝化剂。5、蚓粪中含激素类物质,可促进植

17、物生长 近来有研究发现,蚓粪中含有IAA、GA等激素类物质,这些激素类物质可调节植物生长,促进植物细胞分裂、根系伸长。第93页/共113页6、蚓粪是天然脱臭器 除以上种种用途外,蚓粪还可作为天然脱臭器。蚓粪是具有很高孔隙率和比表面积的颗粒状物质,是臭气的高效吸附剂;蚓粪中含有大量微生物,对臭气物质具有良好的吸收净化功能。垃圾堆肥主发酵时,如果在垃圾表面覆盖23 cm厚的蚓粪,可以很好地保温除臭。从蚓粪堆积的特殊形状,及其富含丰富的微生物的角度看,蚓粪是一种良好的生态除臭器。7、蚯蚓的作用 处理垃圾后的蚯蚓体可以用作优质蛋白饲料喂养家畜,或用作化工原料。蚯蚓本身可入药，但是由于垃圾中有毒、有害物

18、质较多,蚯蚓体内会有相应累积，所以不建议使用蚓体作为药品原材料。第94页/共113页 美国从治理环境出发,首先想到了蚯蚓处理城市生活垃圾,在全国推行“后院蚯蚓堆肥法”。由于措施得力,受到了公众的支持,有效地从源头遏制了生活垃圾日积月累堆积的趋势。后来,洛杉矶蚯蚓养殖场饲养蚯蚓100万条,每月处理垃圾7.5万t;加利福尼亚州一个公司养蚯蚓5亿条,占地面积3万m2，每天处理废弃物200t。第95页/共113页微生物浸出第96页/共113页一、微生物浸出史一、微生物浸出史1887年年发现1922年年浸出ZnS1947年年发现 Thiolacillus FerrooniclansThiolacillu

19、s Ferrooniclans 1954年年高效1958年年专利申请1 2 3 4 5 422223SOHOHOS细菌第97页/共113页菌种菌种 主要生理特性主要生理特性 最佳最佳pH 氧化铁硫杆菌 Fe2+ Fe3+、 S2O32 - SO42- 2.55.3 氧化铁杆菌 Fe2+ Fe3+ 3.5 氧化硫铁杆菌 S SO42-、 Fe2+ Fe3+ 2.8 氧化硫杆菌 S SO42-、 S2O32 - SO42- 2.03.5 聚生硫杆菌 S SO42-、 H2S SO42- 2.04.0 第98页/共113页第99页/共113页浸浸出出第100页/共113页放射性对人体的危害：放射性对人体的危害： 在大剂量的照射下，放射在大剂量的照射下，放射性对人体和动物存在着某种损性对人体和动物存在着某种损害作用。如在害作用。如在400rad400rad的照射下的照射下，受照射的人有，受照射的人有5%5%死亡；若照死亡；若照