有机固体废弃物与废气的微生物处课件

第十一章有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落§11-1有机固体废弃物的微生物处理及其微生物群落一、概述

1、固体废物2、分类是指人类在生产、生活和消费等活动中产生的固态、半固态和高浓度液态丢弃物。3、固体废物危害

固体废物按成分可分为有机物和无机物，按形状可分为固体的和泥状的，按其危害状况可分为有毒的、有害的和一般的，按其来源可分为工业的、农业的、生活的和混合的。侵占土地、污染水体、污染大气、污染土壤及农作物、影响市容环境卫生、传播疾病、危害健康，甚至产生其它的环境灾害。

表11-1-1固体废物处理处置方法及其特点热解处理是利用固体废弃物的热不稳定性，在无氧或缺氧的条件下受热分解的过程，即把固体废弃物中的能源转变为可贮存与可输送的燃料。热解处理包括热解法(无氧)和气化法(缺氧)两种。因热解技术处理复杂，成本高，进行推广有一定的困难。

二、堆肥法

堆肥法过程虽然是20世纪才发展起来的科学技术，但原始的堆肥方式很早就出现了，在我国和印度等东方国家历史尤其悠久。如我国古籍《氾(Fán)胜之书》、《齐民要术》和《农书》等中对积肥制肥均作过较详细的阐述。

现代的堆肥技术是在原始的堆肥方式基础上发展起来的。1922年贝卡里采用密闭容器对有机物料进行厌氧发酵再通入空气进行好氧发酵的方法在意大利取得专利，并在意大利和法国广泛使用。

(一)堆肥法、堆肥化和堆肥1、堆肥法(composting)指在控制条件下，利用微生物的生化作用，将废弃物中的有机物质分解、腐熟并转化成稳定腐殖土的微生物学过程。2、堆肥(compost)指有机废弃物经过堆肥化处理，制得的成品。它是堆肥化过程生物降解和转化的产物，是一类腐殖质含量高的疏散物质，故也称为腐殖土。(二)好氧堆肥1、好氧堆肥机理好氧堆肥是在通气条件下，好氧微生物对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成自身细胞物质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多的生物体的过程。2、堆肥发酵微生物发酵的初期有中温好氧的细菌和真菌，分解碳水化合物、蛋白质和脂肪，同时散发热量，使温度升至50℃；好热性的细菌、放线菌和真菌分解纤维素和半纤维素。温度升高至60℃，真菌停止活动，继续由好热的细菌和放线菌分解纤维素和半纤维素。温度升高至70℃，致病菌和虫卵被杀死，此时，一般的嗜热高温细菌和放线菌也停止活动，堆肥腐熟稳定。静态堆肥工艺、高温动态二次堆肥工艺、立仓式堆肥工艺、滚筒式堆肥工艺等。

4、堆肥工艺(三)社区小型化微生物有机垃圾处理装置在社区使用～可及时将居民的生活垃圾在源头就被彻底分解，无害化，有利环境保护，并制造有机肥料。环境效益大，但投资成本高。～是好氧装置，一般有2部分：前一部分由好氧微生物和兼性厌氧微生物降解各种有机物，并部分无机化。第二部分是除臭装置。整个工艺历时24h，完成垃圾发酵和稳定化的过程。微生物菌种：有机垃圾微生物处理装置所用的菌种都是经人工筛选、培育的多种高效生理功能的微生物。(1)有分解碳水化合物、蛋白质、脂肪、骨头、蟹壳、蛋壳等功能的混合微生物群体；(2)有氨化微生物、氧化氨的亚硝化细菌和氧化亚硝酸的硝化细菌；(3)有将H2S氧化为SO42－的氧化硫细菌。三、卫生填埋法及渗滤液

1、卫生填埋法概念

填埋是废弃物的中间处理及最终处置方法。根据美国土木工程学会的定义：“垃圾卫生填埋是一种不产生公害，或对公众健康和安全不产生危害的废弃物处置方法，该法使用工程原理将废弃物局限在最小的区域内，每日废弃物倾倒处理完毕后加覆土壤”。

与有机垃圾堆肥生物处理不同的是，垃圾卫生填埋法是一种自然生物处理方法。它是在自然条件下，构建特殊的人工生态系统，利用土壤微生物，将固体废弃物中有机物质分解，使其体积减少而渐趋稳定的过程。

2、垃圾渗滤液垃圾填埋过程中和填埋之后，由于雨水和地表水的渗入，将会在填埋体内产生相当数量的渗滤液。垃圾渗滤液的产生来自3个方面：一是大气降雨和径流；二是垃圾中原有的含水；三是在垃圾填埋后由于微生物的分解作用而产生的水。垃圾渗滤液的水质极为复杂，既有有机污染成分，也有无机污染成分，还含有一些微量重金属污染成分，呈现出浓度高、污染强、组分复杂、水质水量波动大的组合污染特征。一、废气的处理方法

1、废气来源各类化工厂、化纤厂、石油化工、发电厂、垃圾焚烧厂等的废气和汽车尾气，牲畜养殖、饲料加工，污水处理厂和垃圾填埋场均产生臭气。

2、废气的处理方法

(1)物理法(2)化学法(3)生物法(1)物理法：包括掩蔽法、稀释扩散法、吸附法、等离子体法等

掩蔽法是利用气体的缓和作用原理，用比恶臭更强烈的令人愉快的气味掩蔽恶臭，如家庭及公共场所常用的空气清新剂即属此类。该法宜用于在不适于采用除臭装置的情况和场合。稀释扩散法是将气体由烟囱排向大气扩散，以保证下风向臭源附近人群免受恶臭危害。该法适合于工业有组织排放臭气。吸附法又分化学吸附法和活性炭吸附法，系采用吸附剂吸附恶臭物质的除臭方法，适于低浓度、高净化要求的恶臭气体处理。

(3)生物法

生物处理法是指利用微生物吸附分解有机物能力降解恶臭物质与有机废气的方法。主要分生物过滤法和活性污泥法2种。生物过滤法按滤料及过滤方式不同又分为生物滤池(biologicalfilter)法和生物滴滤池(biologicaltricklingfilter)法，活性污泥法则按气液接触方式不同分为生物曝气法和生物洗涤法。

表11-2-1废气生物处理工艺应用范围与比较

NOx的构成中不含碳元素，属于无机气体，因此，微生物净化NOx气体时需要外加碳源。用于生物净化气体NOx的脱氮菌主要有异养菌(如无色杆菌属Achromobacter、产碱杆菌属Alcaligenes、杆菌属Bacillus、色杆菌属Chromobacterium、棒杆菌属Corynebacterium、微球菌属Micrococcus、莫拉式菌属Moraxella、丙酸杆菌属Propionibacterium、假单胞菌属Pseudomonas、螺菌属Spirillum、黄单胞菌属Xanthomonas)及少数专性和兼性自养菌如硫杆菌属(Thiobacillus)中的脱氮硫杆菌(T.denitrificans)。用于生物净化NOx气体的主要方法与工艺有生物洗涤法和生物滤床2种。国外K.H.Lee等人用自养型脱硫杆菌在厌氧条件下，以CO2作碳源、硫代硫酸盐为能源生物脱NOx，效果良好。

(二)NOx的生物处理(三)废气中NH3和CO2的净化

单纯含NH3或单纯含CO2的废气可合在一起，调节两者的比例用硝化细菌处理。首先将NH3溶于水成NH4+－N，再通入生物滴滤池。同时按亚硝化细菌和硝化细菌要求的C∶N通入CO2和无机营养盐，再通入空气，即可运行处理。对于CO2，还可筛选对人类无害的、有经济效益的藻类同化CO2。日本利用能合成谷氨酸的海藻在光照下进行光合作用，吸收海水中的无机元素，对水进行光解产生H2，用以还原CO2合成谷氨酸。

(四)废气中挥发性有机