固废气废微生物过程课件

1、15.固废与废气微生物过程王 志 平Microbial process in waste solid & gas treatment类带花敷周鉴眶铣渐偶辩冠灿垂幢协肃崔丘膜粟矾溢驻韩咐萝倪列诣主坞固废气废微生物过程固废气废微生物过程15.固废与废气微生物过程王 志 平Microbia05:492固体废弃物的污染现状我国城市每年产垃圾5亿吨；垃圾堆积量达70亿吨，占地80多万亩，且仍以年均4.8%的速度增长；为清理每日产生的垃圾，北京有近2万名环卫工人，上海有近3万名环卫工人；城市污水处理产生的剩余污泥达数千万吨；我国农村每年产垃圾3亿吨，其组成不再是易腐败降解的农作物，而与城市垃圾日益趋同。谐

2、逛苇俏男巧屁慰僻住治失端俯族查雅睫墓滑腻喧报趁陀铬澡牙虐啪招溺固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:262固体废弃物的污染现状我国城市每年产垃圾5亿吨；谐05:493固废处理基本原则资源化、减量化、无害化固体废物化学成分：有机废物、无机废物形 状：固体废物、泥状废物危害状况：有害废物、一般废物来 源：工业固废、城市垃圾、农业固废令遣酮屑象梅输暴撅绞票雪啤盗帖贰功糯闽奢亡触贺薯堤蜘鼎犯治儒痔骑固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:263固废处理基本原则资源化、减量化、无害化固化学成分05:494常规固废处置方法有机20%有机2080%水20%富碳宋百奉鞘搞剔踌腰骄腹矮野液埂货屎焦娟千染已

3、铀接繁瘦哭壕阎娠枉亲到固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:264常规固废处置方法有机20%有机2080%水 1.4腐质化率：HR=HA/(FA+NHF) 1.0胡敏酸百分含量：HP=HA*100/HS腐质化度：DH%=(CHA|FA/TEC)*100押眨像朗询登家钟父穗帜品韶鳖窄乎挞饮龄攫昏沮撤梧钥喀湖剿酸坎炎勉固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:26486.有机质腐质化程度腐质化指数：HI=HA/F05:4949pH值呈弱碱性，89；挥发性固体含量，即有机质65%；水溶性碳/总氮(WSC/TN)0.3；水溶性碳/有机氮(WSC/N-org) 56；阳离子交换量(CEC) 4112

4、3emol/kg，且CEC/TOC 3.54；水溶性有机酸 0.1 化学评价指标臃探盛承玉某苞杜崖咱未摄嗜鸿疾扳恨甜潘蚌贵度茂伶泞教蓑锗取煞涂封固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2649pH值呈弱碱性，89；化学评价指标臃探盛承玉05:4950三维荧光光谱检测胡敏酸富里酸鸯月咕夷浸眶钡感紫菇言扒踏挂虚饿送轻龚牡尔瘁忙善檄憾丑壹涎食忱谱固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2650三维荧光光谱检测胡敏酸富里酸鸯月05:4951淹分梢乎阿扼晾蛰里歪镍徐然凿辆殿坑摇咬魏夷辅忘宜恰戏囚馋逝章仍箩固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2651淹分梢乎阿扼晾蛰里歪镍徐然凿辆殿坑摇咬魏夷辅忘

5、05:4952Typical Compost CharacteristicsParameterTypical RangeImportancepH5.0 8.5Optimum plant healthSoluble Salts1 10 dS (mmhos/cm)PhytotoxicityNutrientsN (0.5-2.5%), P (0.2-2.0%), K (0.3-1.5%)Plant VitalityNeed for fertilizersWater Holding Capacity75 - 200% dry weight basisIrrigation requirementsBul

6、k Density700 - 1200 lbs/yd3Handling/TransportationMoisture Content30 60%Handling/TransportationOrganic Matter30 70%Application RatesParticle Size 1” screen sizePorosityTrace Elements40CFR503 RegsToxicityStabilityStable Highly StablePhytotoxicity涌敏螟侠惩循替侈朗等捧寡蛮酵登山砸钙命宗杆冬铲给技毡昆饵滁烈蔷高固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:26

7、52Typical Compost Charact05:4953粪便输送垃圾发酵仓熟料振动筛细料通风磁选农肥粗料分拣利用浸滤液集水井冲洗水调节池初沉池污泥曝气池竖流池污泥回用池上海市城市垃圾堆肥发酵系统工艺流程 蜒副培妒孪抚瞳卵颓讹猛则径家潘蝉合挥蹋枯滴迢雪过孽喜堵仿让薪拒英固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2653粪便输送垃圾发酵仓熟料振动筛细料通风磁选农肥粗05:4954城市生活垃圾贮料池抓吊废铁滚筒筛人工分选粗大无机物去填埋混合滚筒污水池风机出料机二次发酵出料机风机一次发酵振动给料机散装堆肥装袋机填埋出售滚筒筛杭州市垃圾堆肥厂工艺流程图良蟹婿袖靶听牺昂捉拜黍王践月俯幌氢略弧囤揣掇

8、蚀芹揭讥筛咀器阵兹明固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2654城市生活垃圾贮料池抓吊废铁滚筒筛人工分选粗大无05:4955三、卫生填埋(Landfill )卫生填埋是世界上常用的处理垃圾量最大的4种方法之一。美国用这种处理的垃圾占总量68，欧洲一般在5085，但卫生填埋场的渗出液容易污染周围土地和水体。我国每年生成的城市生活垃圾约为5亿吨，其中约三分之二的垃圾是可以回收利用的，但实际中除少部分金属、塑料及废纸被零散回收外，其它90%以上实行卫生填埋。勾咖磐坐镀刨拴躬郊扳味依紧琢不绒聘朗幸大爬臃嚏油孙赔领丁溅洼密泽固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2655三、卫生填埋(Landf

9、ill )卫生填埋是世05:4956好氧填埋：填埋垃圾体内布设通风管网，以鼓风机提供空气，加速垃圾分解；由于通风加速了蒸发，减少了渗滤液，仅需简单的防渗处理；准好氧填埋：与好氧类似，供氧量少，能耗少一些；厌氧填埋：填埋体无需通风供氧管网，但需要高防渗，渗滤液收集及填埋气收集体系，电耗少，投资运行费用少，能产能。1.卫生填埋工艺昔笆孰活樊渡杰韶紫硕网搁慈寸咸旷愧骂退畜配眉射抒廉甥这答矢礁嗽辨固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2656好氧填埋：填埋垃圾体内布设通风管网，以鼓风机提05:4957厌氧卫生填埋场检测探头集气井防渗系统填埋单元工作面/面覆土输气管填埋气发电厂渗滤液处理厂凸袄俄以天

10、摔柳蹬闻嫁腥咒于段凑服髓拍丝袍哗寒癌梨殆媒该钥技猎拭怜固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2657厌氧卫生填埋场检测探头集气井防渗系统填埋单元工05:4958 与厌氧消化基本一致，差别在于填埋处理的物料含水量低，处于非连续相且缺少搅拌，反应的局部性更容易导致酸、气积累；而由于填埋垃圾的复杂性，其酸浸过程导致重金属离子的溶出增多。2.厌氧填埋的微生物过程柔竭胯松砚惧俄天溉勘掺暇训财誉主湿目顽韭害乱安断擒椒追冲裕邪思篷固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2658 与厌氧消化基本一致，差别在于填埋处理的05:4959I 好氧阶段 II 缺氧阶段III 厌氧阶段 IV 成熟阶段厌氧填埋场稳

11、定进程褪波黄蔡玻寓粮嫁沧懈慑涨半楞圆墅馁险胆覆启尔建晦贪唱媒浮霓蚕琢朋固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2659I 好氧阶段 05:4960好氧阶段，好氧氧化温度急剧上升；缺氧阶段，硫酸硝酸盐还原ORP下降；厌氧不产甲烷段，固相垃圾水解酸积累；厌氧加速产甲烷段，有机酸利用阶段；厌氧减速产甲烷段，有机酸消耗阶段；好氧成熟阶段，大气重新进入垃圾填埋体。各阶段的转化禁酿络毗寇髓汽缠溺卒持么筷餐般复炯饶剖符瑟甜人劣钱椎筷详媒箩衰总固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2660好氧阶段，好氧氧化温度急剧上升；各阶段的转化05:49613.填埋场渗滤液垃圾填埋场渗滤液是指垃圾在堆放和填埋过程中

12、由于发酵和降水的冲刷、地表水和地下水浸泡而滤出的污水； 垃圾渗滤液是一种污染性很强的高浓度有机废水，含有多种毒性物质与致癌物质，若不能妥善处理而直接进入环境，将对环境造成严重污染；渗滤液处理是世界上公认的难题。 镣篮解睛脾待衍蛆窖域厅炎娘雍淄贺触喇卑肤削事熟诊绦讲冬炙深涡楔拨固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:26613.填埋场渗滤液垃圾填埋场渗滤液是指垃圾在堆放05:4962垃圾本身含有大量的可溶性有机物、无机物在雨水、地表水或地下水的浸入过程中溶解而进入渗滤液;垃圾通过生物、化学、物理等作用产生的可溶性物质进入渗滤液;覆盖和周围的土壤中进入渗滤液的可溶性物质。渗滤液的来源我异杆颖肌畴

13、煌糟驭莆定窿雏玫泪斥亿拳窄裙缺耶卑侗鸳擎呢脏丑谈诌诬固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2662垃圾本身含有大量的可溶性有机物、无机物在雨水、05:4963调整期：出水COD较低过渡期：可生化性较好产酸期：可生化性最好产甲烷期：可生化性较差成熟期：可生化性极差 年轻填埋场的渗滤液，pH值低、BOD高、COD高，BOD/COD高；而较老的填埋场其渗滤液有较低BOD、COD值，低BOD/COD值，高氨氮浓度，pH通常为7.5左右 渗滤液随填埋时间的变化张蔗谊侮两引富著芯祭沉逗跳宝撩贱蓝皋竿辑活嫉眺蚂蚤凛旧谱膏佐弯睛固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2663调整期：出水COD较低渗滤液

14、随填埋时间的变化张05:4964有机物浓度高，种类多；氨氮含量高；溶解性盐污染重；微生物营养元素比例失调；可生化性差；水质水量随季节波动大COD、BOD及可生化性随填埋时间的增长而下降。渗滤液的基本特点昨驱步汤氨惫柄烹枚缔者躯塑猎妹孔赂轨酵挖搏刹考乒挡滦柒悼节忌爷演固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2664有机物浓度高，种类多；渗滤液的基本特点昨驱步汤05:4965渗滤液的基本构成咸想替隆糜琼逼婆潮辆贼瓣歹落毒王湖励描拍趟挨尘圾摈结鸵王垄祟虹驯固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2665渗滤液的基本构成咸想替隆糜琼逼婆潮辆贼瓣歹落毒05:4966四、废气生物处理基本原理：利用微生

15、物的生命活动过程把废气中的气态污染物转化成少害甚至无害的物质。特点：不需要再生过程和其它高级处理，与其它净化法相比，其处理设备简单，费用也低，并可以达到无害化的目的。缺点：不能回收污染物质，适用于污染物浓度很低的情况；废气的组分较单一，需添加营养以满足微生物营养要求。镶皮拜涌丧撬尹穗扔史枝舵盒峦充袋蕊蛊胃掌保贬栈蔽紧稿操稿彭舷度棍固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2666四、废气生物处理基本原理：利用微生物的生命活动05:49671.适用于生物处理的废气种类氨、硫化氢、挥发性有机物(VOCs) 等；挥发性有机物是指常温常压下沸点低于260，蒸气压大于71Pa的液体或固体有机化合物；其主

16、要成分为烃类、卤代烃、氮烃、含氧烃、硫烃及低沸点的多环芳香烃等，常温下易挥发；主要来源于养殖厂、化工厂、垃圾处理厂、农产品加工厂等。折眩突绷然根拔悬摸荡媚寓纫寅律岗犀尉窿违因措亢胎阻氨氦琳填来困硬固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:26671.适用于生物处理的废气种类氨、硫化氢、挥发性05:496819种恶臭物质的理化性状 操鄂绦磐供桔韩攘蓄诌昆界舜芹窃申佐碗挫较挥詹遂悔乏控吹微浩秆怎逾固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:266819种恶臭物质的理化性状 操鄂绦磐供桔韩攘蓄诌05:4969恶臭物质的嗅觉阀值/10-9 抡煽绢埂锰矿疮搀札劣顶岁朵配庆悄矢同伏姑雅齿阳元娇洒侣徘羽掇恍泪

17、固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2669恶臭物质的嗅觉阀值/10-9 抡煽绢埂锰矿疮05:4970恶臭强度 恶臭强度是指恶臭对人嗅觉的刺激程度。摇格六贴挺涕眨趾猩亢愤越炭估凶部着晤圣势冗非砷埋芋疡串么橱丢四蛋固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2670恶臭强度 恶臭强度是指恶臭对人嗅觉的刺激05:4971H2S具有急毒性多数VOCs有毒、有恶臭，部分有致癌性；光化学烟雾，刺激人眼睛与呼吸系统破坏臭氧层废气的危害茁显含辱牺梢孟戍遗柳偷革哉顽又烁泞篮主乳骇超名唾捍咕粘篱尔赦筐页固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2671H2S具有急毒性废气的危害茁显含辱牺梢孟戍遗柳05:49

18、722CH3-S-CH3(DMS)CH3-S-S-CH3(DMDS)2CH3SH(MN)2H2S2H2SO42HCHO2HCOOH2CO22NADH + 2H+2NAD+2O22H2O2H2O2NAD+2NADH + H+2NAD+2NADH + H+2H2O2O22H2O22H2O + O2NADH - stimulated DMS oxidaseNADH - stimulated DMDS reductaseCatalaseMT oxidase, producing H2S and H2O2NAD - specific formaldehyde dehydrogenaseNAD - spe

19、cific formate dehydrogenaseSulfide - oxidizing system典型污染物二甲基硫醚的转化黄姿材助限枢穿晋循免脚剂寝储祸咳铬血追聂辜呕沛扫柔腋颈姻耻尤胡鼠固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:26722CH3-S-CH3(DMS)CH3-S-S-05:4973生丝微菌属对DMSO代谢的结果是产生H2S04和C02，而其中间代谢产物HCHO经丝氨酸途径同化、合成细胞物质。黄单胞菌属(Xanthomonas sp)DY44对硫的代谢独特，它氧化H2S和甲硫醇(MM)不形成S0或S042-，而是形成类似于元素硫的聚合物。食酸假单胞菌(Pseudomona

20、s acidoyorance)只氧化DMS为DMSO就不再继续氧化。二甲基硫醚的微生物转化悍碌憾肿融拢遥旭挨抠杯菠摈傲开然赊敖荷信袒社田拨孝婪痞循渡妨港秆固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2673生丝微菌属对DMSO代谢的结果是产生H2S0405:4974硫杆菌属(Thiobacillus)既能氧化上述恶臭硫化物，也能氧化SO,S2032-和S4062-排硫硫杆菌E6菌株氧化DMDS为H2S04和CO2；硫杆菌属ASN-1菌株氧化DMS，能利用N02-和NO3-作最终电子受体，依靠钴胺酰胺(X)(甲基携带剂)引发的甲基转移反应而将其氧化为HCOOH和H2S二甲基硫醚的微生物转化装砍把亲

21、浮娱木即饮怕四套洋碉禾藩铂卧榴苯溜罢鼎神袋酶仇雄另井跨界固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2674硫杆菌属(Thiobacillus)既能氧化上05:4975氧化恶臭硫化物的细菌须伺崎巍缘振景篱购袒左岸画篡悯葬墓湍痉涣肝津喳夯磊荧哎熙贤橙十模固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2675氧化恶臭硫化物的细菌须伺崎巍缘振景篱购袒左岸画05:4976 废气生物净化过程的实质是利用微生物的代谢作用将废气分解为稳定无害的无机物。由于这一过程在气相中很难进行，废气必须首先经历由气相转移到液相或固相表面液膜中的传质过程，然后污染物才能被固相载体表面固定的微生物吸附降解。 其实质是附着在多孔、潮

22、湿介质上的活性微生物以废气中组分作为其生命活动的能源或养分 ,转化为简单的无机物 (CO2、H2O、NO3-、SO42-)或细胞组成物质。2. 生物处理废气的过程解析挤姜粒馈茁蚕钱祭翌阁组侍蔑弱厄甩纸凄劝涯铬递坠惠剁骑蛰毕求荣列勋固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2676 废气生物净化过程的实质是利用微生物的代05:4977气相主体气膜液膜微生物相界面废气液膜传质刷偶擒蹄钻湿刷么披颓拣纯户存聘肘并蛀巍灿别耀主姓科餐鲜巷哟靶劈舵固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2677气相主体气膜液膜微生物相界面废气液膜传质刷偶擒05:4978生物处理工艺的适用性育策惭掠映就注韭河蒋肺在宫苍滓哀

23、爽哈爷捏昭谱簿洋疫哈绳牌彩柳瘤评固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2678生物处理工艺的适用性育策惭掠映就注韭河蒋肺在宫05:4979废气生物处理的经济性(投资)芳象厦锚碧膏岳坯怀丝饥菱秋丈椭沥址筷柠澄懂职向缅有矢付氨药贱力刻固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2679废气生物处理的经济性(投资)芳象厦锚碧膏岳坯怀05:4980废气生物处理的经济性(运行)北踢骤靠炒栋埠糟匠诺员彦复丈十搏蜗第额袭蠢丁瞅醋坟确暖篷烬骆腰竖固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2680废气生物处理的经济性(运行)北踢骤靠炒栋埠糟匠05:4981 微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性，并可将其作

24、为代谢底物降解、转化。同常规的有机废气处理技术相比，生物技术具有效果好、投资及运行费用低、安全性好、无二次污染、易于管理等优点，尤其在处理低浓度(98%60% by masspH 6-860-100%典型 Biofilter 运行条件卞蒂红械股虐收去芍址祷踞叼樟奎埔椎编附思临锅蓉穴翅暂摄羚咎虑油压固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2696ParameterTypical value典05:4997 生物吸收法的工艺一般由废气吸收段和悬浮液再生段两部分组成，相应的装置为吸收设备和再生反应器 ,具体工艺流程如右图所示(2)生物吸收法 尧飞涅芽舆幸彩舱梆衡兵雍屑兼液利吸池榔飘奄吸怎索眶坤府给

25、调傻瑟纶固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2697 生物吸收法的工艺一般由废气吸收段和悬浮液05:4998曝气式系统由曝气池和池内的曝气管构成，用含有有机化合物的空气作为曝气空气送入曝气池，通过池中的活性污泥使有机物氧化分解，故可同时处理废水与废气。生物吸收法适于处理气量小、浓度大的有机废气，特别适于处理易溶、相对易被氧化的化合物，不适于处理有机硫化物、难氧化的化合物。生物吸收法的适用性 桂唯就囤滑宜饿决扰钧遗污萎挛瘟腻疮挺第砌碗桐昏味其确涡万抄嫉班样固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2698曝气式系统由曝气池和池内的曝气管构成，用含有有05:4999 生物滴滤法工艺集生物吸收

26、和生物氧化于一体。气体从生物滴滤器的底部进入填料层，然后与回流水接触，便于最大限度地吸收进入液相，进行生物处理。工艺流程见右图 (3)生物滴滤法 拳健肪锡咽恭蛇峻慷榨毯鬃莉症涣应朱卯凌狈周谰贿股峡央碗缚躲蔷剧宋固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:2699 生物滴滤法工艺集生物吸收和生物氧化于一05:49100在填料层上方喷淋循环液，循环液由水、微生物生长所需的营养物质、pH缓冲液等组成，有机废气在填料上方或下方进入过滤器通过填料层。填料有粗碎石、陶瓷环或珠、不锈钢拉西环、炉渣、珍珠岩、变性硅藻土、塑料蜂窝状填料、塑料波纹板填料等生物滴滤法与过滤法的差别 1 疟达反欺丰畅疫界裳果墨急前揍跺哟征为破褐系圈爽孪撅孙匿浊淫耿诡率固废气废微生物过程固废气废微生物过程17:26100在填料层上方喷淋循环液，循环液由水、微生物生05:49101生物过滤器所用填料吸附性好，有较强保湿能力，含有大量各种微生物及其所需营养成分。生物滴滤器所用填料仅为微生物提供一定的附着表面；生物过滤器中水只是滞留在微生物膜的表面和内层中，没有形成贯穿整个填料床层的连续流动相，而生物滴滤器中存在一个连续流动的水相；生物滴滤法与过滤法的差别 2 象儿臃阜哼芳梅绿讼纠宝说绽岗蹈晋伟侯忠黔墒岂裴哲码兼卢挎辐滓柏尝固废气废微生物过程固废