微生物与固废废气处理

微生物与固废废气处理第一页，共二十六页，2022年，8月28日（一）垃圾问题的特点“四最问题”1、最晚得到重视：（较之大气污染和水污染）2、最具综合性的环境问题：（伴随大气污染和水污染）3、最难得到处置：（因为组成复杂且多变）4、最贴近的环境问题：（最贴近日常生活）第二页，共二十六页，2022年，8月28日（二）垃圾处理技术解决垃圾问题治标措施（处理技术）治本措施（源头上减量）垃圾处理技术堆肥处理技术卫生填埋技术焚烧处理技术综合处理技术*在我国，卫生填埋占70%以上；堆肥占20%以上第三页，共二十六页，2022年，8月28日

利用各种微生物，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生物化学过程。二、堆肥技术（Composting）厌氧堆肥技术好氧堆肥技术（高温堆肥技术）第四页，共二十六页，2022年，8月28日（一）好氧堆肥原理

在好氧微生物的作用下,堆肥过程中有机物质发生复杂的变化,C/N逐渐降低,微生物组成也发生改变。整个堆肥过程可分为4个阶段：1、中温阶段：

堆肥初期，中温好氧细菌和丝状真菌利用垃圾中易分解有机物（糖类、蛋白质、脂肪）旺盛繁殖，同时放出热量。该阶段温度一般为15-50℃，时间一般为1-3天。第五页，共二十六页，2022年，8月28日2、高温阶段：

当温度升高到50℃以上，嗜热细菌、嗜热真菌和放线菌开始强烈分解复杂有机物（如纤维素、半纤维素等）；当温度升高至60℃，嗜热真菌停止活动，继续由嗜热细菌和放线菌分解纤维素和半纤维素。当温度升至70℃，致病菌和虫卵被杀死，一般的嗜热细菌和放线菌也停止活动。该阶段产生大量腐殖质，温度一般为50-70℃，时间一般为3-8天。第六页，共二十六页，2022年，8月28日4、腐熟阶段：该阶段，堆肥物质逐步进入稳定化状态。耗氧量大大减少，含水量也降低，堆肥物孔隙增大，氧扩散能力增强，此时只需自然通风。腐熟阶段一般为20-30天。3、降温阶段：高温阶段之后，只剩下部分难分解有机物。此时微生物活动减弱，产热量减少，温度逐渐下降。中温微生物又成为优势种。残余物质进一步分解，腐殖质积累不断加大。该阶段时间一般为1-3天。第七页，共二十六页，2022年，8月28日好氧堆肥过程第八页，共二十六页，2022年，8月28日（二）影响好氧堆肥的主要因素（工艺参数）1、C/N：

(25-30):1为宜.2、通风量：

0.05-0.2m3/min.m33、湿度：

30℃时，含水率应在45%左右；

45℃时，含水率应在50%左右；4、颗粒度:

物料颗粒的平均适宜粒度为12-60mm5、pH:

一般不必调整。第九页，共二十六页，2022年，8月28日（三）好氧堆肥工艺静态堆肥工艺（类似分批培养）动态堆肥工艺（类似连续培养）一次性堆肥工艺（在一个装置中完成全过程）二次性堆肥工艺（在两个装置中完成全过程）第十页，共二十六页，2022年，8月28日

三、卫生填埋技术（SanitaryLandfill）利用天然凹地，采用防渗、排水导气等措施，将垃圾按填埋单元进行堆放。通过微生物的活动实现垃圾中有机物降解并产生沼气，同时产生垃圾渗滤液，直至垃圾达到稳定。

垃圾填埋场主要由以下三部分组成：（1）底部衬垫系统；（2）顶部封盖系统；（3）排液排气设施；第十一页，共二十六页，2022年，8月28日第十二页，共二十六页，2022年，8月28日（一）典型工艺流程第十三页，共二十六页，2022年，8月28日（二）卫生填埋的微生物学原理卫生填埋的微生物活动可分为4个阶段：1、好氧分解阶段

在初始阶段，因为垃圾倾倒带入大量空气，好氧微生物水解高分子有机物，再经好氧呼吸产生CO2、H2O、NO3-、SO42-以及一些简单有机物。当氧气耗尽时进入厌氧阶段。第十四页，共二十六页，2022年，8月28日2、厌氧分解不产甲烷阶段

发酵细菌和产氢产乙酸菌，将上段生成的有机物厌氧转化为乙酸、H2/CO2；一部分微生物进行无氧呼吸将NO3-、SO42-等还原为NH3、H2S等。3、厌氧分解产甲烷阶段产甲烷菌将上段生成的乙酸、H2/CO2转化为甲烷。4、稳定产气阶段此阶段稳定地产生沼气。其中，甲烷约占55-70%，CO2占30-40%左右，其余为少量的NH3、H2S等气体。第十五页，共二十六页，2022年，8月28日卫生填埋过程第十六页，共二十六页，2022年，8月28日（三）影响填埋场垃圾降解的主要因素（工艺参数）

垃圾填埋场可看作一个庞大的厌氧生物反应器，影响该反应器效率的因素很多，除了厌氧发酵的影响因素外，至少还包括：1、垃圾组成

如：厨房类垃圾的降解速度快；人工合成的高分子类垃圾的降解速度非常慢。2、水分

产沼气最佳含水率为50-60%，过高的含水率会形成大量高浓度的渗滤液而导致沼气产量减少。第十七页，共二十六页，2022年，8月28日（四）填埋工艺新进展

传统填埋场的垃圾稳定化过程较长，有时长达数十年。其主要原因是填埋场内微生物活性低。1、渗滤液回流工艺

一是增加了填埋体内水分，促进了微生物代谢；二是使渗滤液中未被分解的有机物以及有毒有害物质得以进一步生物降解。第十八页，共二十六页，2022年，8月28日2、供氧的填埋工艺（1）微好氧填埋工艺增大排气和排水管径，有利于空气进入，从而扩大了填埋层的好氧区域，促进了有机物分解。（2）好氧填埋工艺增设鼓风设备，强制通风以扩大好氧区域。生物降解率明显增加，但运行成本很高。第十九页，共二十六页，2022年，8月28日第2章微生物与固废、废气处理

2.2废气的微生物处理技术物化法生物法植物净化法微生物净化法第二十页，共二十六页，2022年，8月28日一、废气微生物处理的原理1、废气首先由气相经传质过程进入到液相或固相表面液膜中。该过程可用下式表达：F=Ka.(C’–C)C’=Cg/HKa:传质系数

F:气体传递速率C:液相中的浓度C’:与气相平衡时液相中的浓度H:亨利常数第二十一页，共二十六页，2022年，8月28日2、污染物在液相或液膜中被微生物吸附和降解，产生的代谢产物一部分用于合成菌体，一部分进入液相，还有一部分（如CO2）进入到空气中参与物质循环。废气中污染物通过上述过程不断减少，从而得到净化。第二十二页，共二十六页，2022年，8月28日二、废气微生物处理的主要影响因素（工艺参数）1、湿度

在生物滤池中填料的最佳含水量为40-60%（质量比）。过高则水分充满了滤料孔隙，减少了气体停留时间，同时也会增加阻力；湿度过低则滤层会发生老化，微生物活性降低。2、温度运行温度一般在20-40℃为宜。第二十三页，共二十六页，2022年，8月28日3、pH

一般在6-9为宜。在降解一些含氯、氮、硫的化合物时，会有酸积累，可加碱调节或定期冲洗和排放；处理H2S的微生物在时仍可正常运行。4、其他因素MLSS、DO、污泥驯化与否、营养盐的投加等均会影