固体废物理与资源化第五章 第一节好氧堆肥.pptVIP

第五章 固体废物的生物处理 本章重点 【概念】堆肥化、好氧堆肥 、厌氧消化。 【阐述】好氧堆肥过程、好氧堆肥的影响因素、厌氧消化的三段理论、厌氧消化的影响因素、蚯蚓处理技术。 第五章 固体废物的生物处理 概述 5.1 固体废物的好氧堆肥化处理 5.2 固体废物的厌氧消化处理 5.3 固体废物的微生物浸出 5.4 固体废物的其它生物处理技术 概述 固体废物的生物处理是指直接或间接利用生物体的机能，利用微生物氧化（好氧堆肥）、分解（厌氧发酵）有机固体废物，从而降解有机固体废物，使其达到无害化和资源化的过程。 概述 生物处理的作用和特点： 稳定化和杀菌、消毒作用 减量化 有机废物经生物处理后，可减量30～50％，减量效果明显。 回收能源 回收有用物质 稳定化和杀菌作用 有机固体废物经生物氧化分解后转化为H2O、CO2、CH4、NH3、H2S等气体和性质稳定的难降解有机物从而达到稳定化的效果，其产品不会对环境造成污染。 有机物分解过程中的厌氧环境以及反应热形成的高温可以杀灭废物中绝大多数病原体而达到无害化。 回收能源 人类生活中大量使用的各种生物物质是重要的太阳能储存体，蕴藏着巨大的潜在能源，利用生物技术可使其转化为可直接利用的能源，开发生物能已经成为一种时代的潮流。 例如，污泥和生活垃圾的厌氧消化处理可使其中的有机物转化为具有较高能源价值的沼气，并可进一步转化为热能或电能。 回收有用物质 用生物处理技术从固体废物中回收有用物质的方法除好氧堆肥和厌氧发酵制取沼气外，还可利用纤维素水解生产化工原料及其他生物制品。 第一节 固体废物的好氧堆肥化处理 5.1.1 概述 5.1.2 好氧堆肥的基本原理 5.1.3 好氧堆肥的影响因素 5.1.4 好氧堆肥工艺 5.1.5 发酵工艺及装置 5.1.6 堆肥的质量 5.1.7 堆肥的农业应用 5.1.1 概述 人类在长期的生产实践中早已懂得利用秸杆、落叶、野草和禽畜粪便堆积发酵以制取肥料，但都是采用传统的手工操作和自然堆积方式，依靠自发的生物转化作用，所以存在发酵周期长，处理能力低，有机物分解不完全，所得的肥料质量差等等问题。 到20世纪20年代，出现了机械化堆肥技术，并逐渐发展成为处理生活垃圾、污水污泥、人禽畜粪便以及农业固体废物的重要方法之一。 5.1.1 概述 堆肥化：就是在人工控制的条件下，依靠自然界中广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物学过程。 5.1.1 概述 堆肥化系统的分类方法有多种 按堆制方式分类： 间歇堆积法 连续堆积法 按原料发酵状态： 静态发酵法 动态发酵法 按微生物的生长环境： 好氧堆肥(aerobic composting) 厌氧堆肥(anaerobic composting) a.好氧堆肥(aerobic composting) 在有氧状态下，好氧微生物对有机废物进行分解转化的过程。 最终产物主要是H2O、CO2、热量和腐殖质。 好氧堆肥主要用于处理城市垃圾，堆肥系统的温度一般为50～65℃，堆肥周期短，能连续操作，因此，也称为高温快速堆肥； 好氧堆肥的肥料质量好，可以制作有机颗粒肥料。 不足之处：需要对原料进行比较严格的分选,需要强制通风和机械搅拌,对设备要求高，运行能耗大，投资大等。 b.厌氧堆肥(anaerobic composting) 在无氧条件下，厌氧微生物对有机物进行分解转化的过程。 厌氧堆肥的最终产物是CH4、CO2、热量和腐殖质。 厌氧堆肥过程中，空气与发酵原料隔绝，堆制温度低，工艺较简单，成本低，对原料的适应性强，成品肥中氮素保留较多，但工艺条件较难控制，堆肥周期长，有机物分解速度慢，处理效率低，容易产生恶臭，有机物分解不完全，产品质量低，肥效差 5.1.1 概述 实际上，堆肥化的好氧和厌氧是相对的，在好氧过程中，由于原料颗粒较大且不均匀，不可避免存在厌氧发酵过程；反之，由于密封不严，厌氧过程中也会有好氧菌的作用。 5.2.2 好氧堆肥的基本原理 好氧堆肥是好氧微生物在与空气接触的条件下，使堆肥原料中的有机物发生一系列放热分解反应，最终使有机物转化为简单而稳定的腐殖质的过程。 在固体废弃物中部分工业固体废弃物、城市垃圾和农业固体废弃物都可以堆肥化。 人畜粪便和有机污泥可直接堆制； 城市垃圾中有许多不可堆腐的物质，需经过预处理适当排除后堆制；农业固体废弃物中，因纤维素、半纤维素、果胶、木质素等较难生物降解，也需作适当预处理后才能堆制。 5.2.2 好氧堆肥的基本原理 5.2.2 好氧堆肥的基本原理 堆肥过程中有机物氧化分解总的关系式 （1）有机物的氧化（不含氮、含氮） （2）细胞物质的合成 （3）细胞物质的氧化 （1）有机物的氧化（不含氮、含氮） 不含氮有机物的氧化