第九章 可生化降解固体废物的处理与利用.ppt

固体废弃物处置技术 第九章 可生化降解固体废物的处理与利用 第一节 好氧生物降解制堆肥 第二节 厌氧生物制沼气 第一节 好氧生物降解制堆肥 原料 传统： 秸秆、落叶、野草和禽畜粪便堆积发酵制作肥料。 本世纪20年代后：生活垃圾、污水污泥、人和禽畜粪便以及农林废物等 工艺 传统:手工操作和自然堆积方式，并依靠自发的生物转化作用，发酵周期长，处理量小 本世纪20年代后；出现了机械堆制技术 关于好氧法、厌氧法 　好氧堆肥系统温度一般为50一65℃，最高可达80一90℃，堆制周期短，故也称为高温快速堆肥。 厌氧堆肥，空气与发酵原料隔绝，堆制温度低，工艺比较简单，成品堆肥中氮素保留比较多，但堆制周期过长，、需3—12个月，异味浓烈，分解不够充分。 (二)　好氧法堆肥原理 　　好氧法制堆肥是以好氧菌为主对废物进行吸收、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，并放出生物生长活动所需要的能量，把另一部分有机物转化合成为新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多生物体。 * * 原理: 微生物降解技术:依靠自然界广泛分布的微生物的作用,通过生物转化(氧化、分解有机固废)将有机固废中易于生物降解的有机组分转化为腐殖肥料、沼气或其它化学转化品。（塑料蛋白、乙醇或糖类）从而达到固废无害化的一种处理方法。 目前主要包括：好氧堆肥技术、厌氧发酵技术 一、堆肥化概述 堆肥化概念和分类 堆肥化（composting)是在控制条件下，使来源于生物的有机废物，发生生物稳定作用(Biostablization)的过程。 注意： 堆肥原料来自生物界； 堆制过程需在人工控制下进行; 堆制过程的实质是生物化学过程。 体积一般只有原体积积50一70％。 两个相关概念 堆肥：废物经过堆肥化处理，制得的成品叫做堆肥(compost)。 腐殖土：堆肥是一类腐殖质含量很高的疏松物质，故也称为“腐殖土”。 分类 按堆制方式：　　间歇堆积法、连续堆积法 按原料发酵所处状态：静态发酵法、动态发酵法 按堆制过程的需氧程度：好氧法、厌氧法 好氧堆肥原理图 (三)堆肥原料与堆肥微生物 1．堆肥原料 　　含碳水化合物、脂类、蛋白质较多的固废 　人和禽畜粪便，已经经过胃肠系统的充分消化，一般颗粒较小，合有大量低分子化合物——人和动物未吸收消化的中间产物，含水量较高，可直接用作原料。 有机污泥富含微生物生活繁殖所需的营养成分(表9—1)，是堆肥的良好原料。 农林废物均富含碳素，但有的因含纤维素、半纤维素类物质；有的因表面布有众多毛孔而其有疏水性，处理困难，故均需作预处理 生活垃圾中，不可堆腐的物质较多，需通过预处理，适当排除，才能用作堆肥原料。 2．堆肥微生物 嗜温菌和嗜热菌。繁殖的温度范围列于表9—2。 分析: 40 嗜温菌和嗜热菌随温度变化存在情况 25 80 1:常温时,有机物分解,产生的热量,少部分排入环境,一部分留在有机固废中,使得有机固废第一次升温 2:升温过程中，嗜温菌大批死亡,嗜热菌开始大量分解有机物,自身繁殖，同时释放能量,再次升温。因此,好氧分解中,发挥作用的是菌体硕大、性能活泼的嗜热菌 3：养分减少，嗜热菌大批死亡，温度降低，嗜温菌开始活动 根据以上分析：将其分成三个过程： (1)起始阶段：堆制初期，堆层呈中温(15—45℃)。此时，嗜温性微生物活跃，利用可溶性物质糖类、淀粉不断增殖，在转换和利用化学能的过程中产生的能量超过细胞合成所需的能量，加上物料的保温作用，温度不断上升。 （2）高温阶段 嗜热性微生物迅速繁殖，在供养条件下，大部分较难降解的有机物（蛋白质、纤维等）继续氧化分解，同时释放能量，温度60-70度； 有机物分解完毕，养料减少，嗜热性微生物停止活动，当温度稳定在40度左右，堆肥基本达到稳定，形成腐殖质。 堆肥过程 2、堆肥过程参数 ①、供氧量 空气量少，大量微生物死亡，分解速度慢；多，温度降低，不利于耐热菌。 最佳量：实际空气量为理论空气量的2-10倍 方式：强制通风、翻堆搅拌， 需适当的物料空隙率 ②、含水率 影响： 一般，含水率水分低于20%，微生物死亡；过高，原料紧缩，空隙率小，导致空气量小，转化成厌氧反应；同时水分蒸发过多，温度达不到要求，影响堆肥效果。 最佳含量： ③、碳氮比 微生物每利用30份碳就需要l份氮，故初始物料的碳氮比为30：1合乎堆肥需要，其最佳在26：1——35：1之间。成品堆肥的适宜碳氮比为10:1-20:1之间：出于初始原料的碳氮比一般都高于前述最佳值，放应加入氮肥水溶液、粪便、污泥等调节剂，使之调到30以下。 影响:过高；氮缺乏，细菌和其它微生物发展受限制，堆肥速度缓慢，时间长；另外还会造