第九章废渣与废气的生物处理

1、第一节第一节 废渣的生物处理废渣的生物处理一、概述一、概述第九章 废渣与废气的生物处理1 1、废渣种类与来源、废渣种类与来源2 2、垃圾污染危害与特点、垃圾污染危害与特点（1）、数量大，处理率低（2）、组成复杂，四季变化（3）、污染环境，危害严重3 3、我国垃圾问题的特点：、我国垃圾问题的特点：（1）、最晚得到重视（2）、最具综合性的环境问题（3）、最难得到处置（4）、最贴近的环境问题 主要有：堆肥法、卫生填埋法和焚烧法。4 4、垃圾无害化处理的一般途径：、垃圾无害化处理的一般途径：堆肥法：堆肥法：将经过分选的有机垃圾堆积，在微生物的作用下使其进行发酵，从而转化为稳定的腐殖质的过程。填埋法：填

2、埋法：利用天然的山谷或低洼等凹地或平地，将垃圾分区进行堆放，在微生物的作用下使有机物分解，从而转化为稳定的腐殖质的过程。焚烧法：焚烧法：将经过预处理的垃圾进行焚烧，在高温下使垃圾转化为化学性质稳定的灰渣的过程。5 5、微生物学在垃圾处理技术中的作用：、微生物学在垃圾处理技术中的作用：（1）、堆肥时微生物在垃圾降解过程中产生高温，以杀死病原微生物，并提供有机肥料；（2）、填埋时在微生物的作用下对有机物进行降解，使垃圾减量化，并产生沼气，提供能源；（3）、微生物处理垃圾可防治产生二次污染，产生的气体和渗滤液采用集中收集方式。 二二 、堆、堆 肥肥 法法1 1、概念、概念 堆肥法就是利用堆肥化过程来

3、处理城市的生活垃圾及其它可生物降解有机固体废弃物的方法。 堆肥化使依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生物，有控制地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的过程。 2 2、分类、分类 按降解有机物的微生物种类可分为：好氧堆肥法和厌氧堆肥法；按原料发酵所处的状态可分为：静态发酵法和动态发酵法等。 城市生活垃圾的堆肥一般都采用好氧堆肥技术。由于此系统的温度一般为50-65，所以也称为“高温堆肥法”。（一）、好氧（高温）堆肥法（一）、好氧（高温）堆肥法 好氧堆肥在通气条件下，利用好氧微生物将大分子有机固体废弃物分解为小分子有机物，部分有机物被矿化成无机物的过程。在好氧堆肥过程中，会释放出大量

4、的热能，使温度升高，可达50-65，甚至80-90，最后有机固体废弃物被完全腐熟成稳定的腐殖质。（二）、高温堆肥的微生物学过程（二）、高温堆肥的微生物学过程v1 1、发热（中温）阶段、发热（中温）阶段 v2 2、高温阶段、高温阶段 v3 3、降温阶段、降温阶段 v4 4、腐熟（熟化）阶段、腐熟（熟化）阶段根据温度的变化，可分为4个阶段：2 2、高温阶段、高温阶段 在这一阶段，除了中温性微生物继续分解易分解的有机物外，嗜热性微生物（主要是纤维素分解菌）开始起主要作用，将一些复杂有机物如纤维素、半纤维素、果胶质等迅速分解，放出大量的热，同时，腐殖质开始形成。1 1、发热（中温）阶段、发热（中温）阶

5、段 微生物旺盛繁殖，将垃圾中易分解的有机物（如淀粉、糖类、蛋白质等）迅速分解，同时放热。3 3、降温阶段、降温阶段 易利用分解的有机物已经大部分被分解，剩下一些较难分解的有机物如木质素等，此时，微生物活动减弱，温度逐渐下降，中温性微生物又成为优势菌种。此阶段开始不强调充氧量,只需自然通风即可。4 4、腐熟阶段、腐熟阶段 天然性有机物多数已分解，垃圾进入稳定状态，腐殖质大量形成。此时只需自然通风。（三）、影响因素与控制（三）、影响因素与控制1 1、含水量、含水量作用：影响因素：适宜范围：控制措施：2 2、供氧量、供氧量作用：影响因素：适宜范围：影响：3 3、温度、温度适宜范围：影响：控制措施：4

6、 4、其它、其它C/N，颗粒度，pH值等，（四）、工艺类型与流程（四）、工艺类型与流程1 1、工艺类型：、工艺类型：（1）、按出料形式分：静态堆肥和动态堆肥（2）、按发酵过程分：一次发酵和二次发酵（3）、按场地分：露天式和装置式2 2、工艺流程、工艺流程着重讲二次发酵装置式工艺（1）、预处理：挑选出不可堆肥化物质，同时使物料粒度达到一定程度并使之均匀化；（2）、一次发酵：包括发热和高温2个阶段，目的是分解大部分有机物达到无害化。供氧方式为强制通风或翻堆搅拌。（3）、二次发酵：包括降温和腐熟2个阶段，目的是使较难分解的有机物转化为腐殖质。（4）、后处理：将已熟化的堆肥产品进行进一步的处理，挑选杂

7、物。（5）、脱臭：在进行一、二次发酵过程中同时进行。方法有：化学除臭法、溶剂吸收法、吸附剂吸收法。3 3、问题与改进、问题与改进达不到无害化，周期偏长，堆肥过程中时有恶臭等。 （一）、概述（一）、概述 卫生填埋法是运用各种天然屏障和工程屏障，尽可能将垃圾与生态环境隔绝而实现填埋体内垃圾无害化。垃圾达到稳定时间一般需要15年以上。 卫生填埋要求采取各种预防措施，以尽量减少填埋场地对周围环境、大气和地下水源的污染。 三、卫三、卫 生生 填填 埋埋 （二）、卫生填埋场剖面示意图（二）、卫生填埋场剖面示意图（三）、卫生填埋的微生物学过程（三）、卫生填埋的微生物学过程 v1 1、好氧分解阶段、好氧分解阶

8、段v2 2、厌氧分解不产甲烷阶段、厌氧分解不产甲烷阶段v3 3、厌氧分解产甲烷阶段、厌氧分解产甲烷阶段v4 4、产甲烷阶段、产甲烷阶段 1 1、好氧分解阶段、好氧分解阶段 由于随垃圾的倾倒带入了大量的空气，有机物经好氧微生物的作用将复杂的有机物转化为CO2和一些较简单的有机物。2 2、厌氧分解不产甲烷阶段、厌氧分解不产甲烷阶段 此阶段发挥作用的主要有2类菌：产氢产乙酸菌和同型产乙酸菌。3 3、厌氧分解产甲烷阶段、厌氧分解产甲烷阶段 发挥作用的是一类专性厌氧的产甲烷菌。4 4、稳定产气阶段、稳定产气阶段 此阶段稳定地产生沼气，其中主要是CH4和CO2 ，也有少量的NH3、H2S等气体。 通过气体

9、成分的分析可判断填埋场内微生物活动所处的阶段，如下图所示。（四）、影响因素（四）、影响因素 1 1、垃圾组成、垃圾组成 高含水量和小颗粒尺寸的垃圾可以提高沼气产量。2 2、水分、水分 最佳含水率为50%-60%。 垃圾填埋场可看作一个庞大的厌氧生物反应器，从提高产气总量和缩短稳定时间方面考虑，通常有以下两种因素可以控制：1 1、典型工艺流程、典型工艺流程 （五）、工艺流程和类型（五）、工艺流程和类型2 2、工艺类型：、工艺类型：（1）、沟槽法（2）、平面法（3）、斜面法 渗滤液的特点及收集渗滤液的特点及收集1、新填埋场的渗滤液：、新填埋场的渗滤液： pH值低，BOD5和COD浓度高，可生化性好

10、。2、老填埋场的渗滤液：、老填埋场的渗滤液： pH值中性，NH3-N浓度高，BOD5和COD浓度低，不易进行生化性处理。渗滤液的处理方法：渗滤液的处理方法：1、利用城市污水厂进行合并处理2、渗滤液单独处理3、填埋场内循环喷洒处理填埋工艺新进展填埋工艺新进展1.生物反应器式填埋技术2.供氧的填埋技术3.焚烧处理4.综合处理 由于填埋场内垃圾的含水量逐渐减少而限制了微生物的活动，因此垃圾稳定化所需时间较长。近年来，研究开发调动填埋体内微生物活动为主的工艺措施成为一种趋势。第二节第二节 废气的生物处理废气的生物处理一、废气的处理方法 废气的处理方法有物理法、化学法和生物法，如吸附、吸收、氧化及等离子

11、体转化等。生物法是最经济有效的方法。生物净化有植物净化法和微生物净化法：生物净化有植物净化法和微生物净化法：、植物净化法就是利用植物吸收和转化大气中的污染物，包括二氧化碳，放出氧气清洁空气。、微生物净化法是利用处理装置对气态污染物进行处理，如生物吸收池、生物洗涤池、生物滴滤池和生物过滤池。二、废气生物处理反应器中的微生物相二、废气生物处理反应器中的微生物相、当处理挥发性有机污染物时，反应器中的微生物以异养微生物为主；、当处理挥发性只含无机污染物时，反应器中的微生物以自养微生物为主。三、影响因素三、影响因素、湿度：生物滤池中水分含量最佳为4060%、温度：20403、pH：694、其他因素：如MLSS、DO等。1 1、生物过滤法、生物过滤法微生物附着在固体介质上，多用于无机废气和挥发性有机废气的处理。四、工艺类型四、工艺类型2 2、生物吸收法、生物吸收法微生物悬浮于吸收液中，多用于溶解度大的有机废气的处理。3 3、生物滴滤塔、生物滴滤塔 微生物同时具有两种生长特性，多用于挥发性有机废气的处理。五、含硫恶臭污染物及五、含硫恶臭污染物及NHNH3 3、COCO2 2的微生物处理的微生物处理1 1、含硫恶臭污染物的净化、含硫恶臭污染物的净化如H2S、甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫醚和二甲基亚