微生物與固廢廢氣處理

微生物與固廢廢氣處理第1頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四（一）垃圾問題的特點(diǎn)“四最問題”1、最晚得到重視：（較之大氣污染和水污染）2、最具綜合性的環(huán)境問題：（伴隨大氣污染和水污染）3、最難得到處置：（因?yàn)榻M成復(fù)雜且多變）4、最貼近的環(huán)境問題：（最貼近日常生活）第2頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四（二）垃圾處理技術(shù)解決垃圾問題治標(biāo)措施（處理技術(shù)）治本措施（源頭上減量）垃圾處理技術(shù)堆肥處理技術(shù)衛(wèi)生填埋技術(shù)焚燒處理技術(shù)綜合處理技術(shù)*在我國，衛(wèi)生填埋占70%以上；堆肥占20%以上第3頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四

利用各種微生物，有控制地促進(jìn)可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過程。二、堆肥技術(shù)（Composting）厭氧堆肥技術(shù)好氧堆肥技術(shù)（高溫堆肥技術(shù)）第4頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四（一）好氧堆肥原理

在好氧微生物的作用下,堆肥過程中有機(jī)物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的變化,C/N逐漸降低,微生物組成也發(fā)生改變。整個(gè)堆肥過程可分為4個(gè)階段：1、中溫階段：

堆肥初期，中溫好氧細(xì)菌和絲狀真菌利用垃圾中易分解有機(jī)物（糖類、蛋白質(zhì)、脂肪）旺盛繁殖，同時(shí)放出熱量。該階段溫度一般為15-50℃，時(shí)間一般為1-3天。第5頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四2、高溫階段：

當(dāng)溫度升高到50℃以上，嗜熱細(xì)菌、嗜熱真菌和放線菌開始強(qiáng)烈分解復(fù)雜有機(jī)物（如纖維素、半纖維素等）；當(dāng)溫度升高至60℃，嗜熱真菌停止活動(dòng)，繼續(xù)由嗜熱細(xì)菌和放線菌分解纖維素和半纖維素。當(dāng)溫度升至70℃，致病菌和蟲卵被殺死，一般的嗜熱細(xì)菌和放線菌也停止活動(dòng)。該階段產(chǎn)生大量腐殖質(zhì)，溫度一般為50-70℃，時(shí)間一般為3-8天。第6頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四4、腐熟階段：該階段，堆肥物質(zhì)逐步進(jìn)入穩(wěn)定化狀態(tài)。耗氧量大大減少，含水量也降低，堆肥物孔隙增大，氧擴(kuò)散能力增強(qiáng)，此時(shí)只需自然通風(fēng)。腐熟階段一般為20-30天。3、降溫階段：高溫階段之后，只剩下部分難分解有機(jī)物。此時(shí)微生物活動(dòng)減弱，產(chǎn)熱量減少，溫度逐漸下降。中溫微生物又成為優(yōu)勢(shì)種。殘余物質(zhì)進(jìn)一步分解，腐殖質(zhì)積累不斷加大。該階段時(shí)間一般為1-3天。第7頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四好氧堆肥過程第8頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四（二）影響好氧堆肥的主要因素（工藝參數(shù)）1、C/N：

(25-30):1為宜.2、通風(fēng)量：

0.05-0.2m3/min.m33、濕度：

30℃時(shí)，含水率應(yīng)在45%左右；

45℃時(shí)，含水率應(yīng)在50%左右；4、顆粒度:

物料顆粒的平均適宜粒度為12-60mm5、pH:

一般不必調(diào)整。第9頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四（三）好氧堆肥工藝靜態(tài)堆肥工藝（類似分批培養(yǎng)）動(dòng)態(tài)堆肥工藝（類似連續(xù)培養(yǎng)）一次性堆肥工藝（在一個(gè)裝置中完成全過程）二次性堆肥工藝（在兩個(gè)裝置中完成全過程）第10頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四

三、衛(wèi)生填埋技術(shù)（SanitaryLandfill）利用天然凹地，采用防滲、排水導(dǎo)氣等措施，將垃圾按填埋單元進(jìn)行堆放。通過微生物的活動(dòng)實(shí)現(xiàn)垃圾中有機(jī)物降解并產(chǎn)生沼氣，同時(shí)產(chǎn)生垃圾滲濾液，直至垃圾達(dá)到穩(wěn)定。

垃圾填埋場(chǎng)主要由以下三部分組成：（1）底部襯墊系統(tǒng)；（2）頂部封蓋系統(tǒng)；（3）排液排氣設(shè)施；第11頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四第12頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四（一）典型工藝流程第13頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四（二）衛(wèi)生填埋的微生物學(xué)原理衛(wèi)生填埋的微生物活動(dòng)可分為4個(gè)階段：1、好氧分解階段

在初始階段，因?yàn)槔鴥A倒帶入大量空氣，好氧微生物水解高分子有機(jī)物，再經(jīng)好氧呼吸產(chǎn)生CO2、H2O、NO3-、SO42-以及一些簡(jiǎn)單有機(jī)物。當(dāng)氧氣耗盡時(shí)進(jìn)入?yún)捬蹼A段。第14頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四2、厭氧分解不產(chǎn)甲烷階段

發(fā)酵細(xì)菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌，將上段生成的有機(jī)物厭氧轉(zhuǎn)化為乙酸、H2/CO2；一部分微生物進(jìn)行無氧呼吸將NO3-、SO42-等還原為NH3、H2S等。3、厭氧分解產(chǎn)甲烷階段產(chǎn)甲烷菌將上段生成的乙酸、H2/CO2轉(zhuǎn)化為甲烷。4、穩(wěn)定產(chǎn)氣階段此階段穩(wěn)定地產(chǎn)生沼氣。其中，甲烷約占55-70%，CO2占30-40%左右，其余為少量的NH3、H2S等氣體。第15頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四衛(wèi)生填埋過程第16頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四（三）影響填埋場(chǎng)垃圾降解的主要因素（工藝參數(shù)）

垃圾填埋場(chǎng)可看作一個(gè)龐大的厭氧生物反應(yīng)器，影響該反應(yīng)器效率的因素很多，除了厭氧發(fā)酵的影響因素外，至少還包括：1、垃圾組成

如：廚房類垃圾的降解速度快；人工合成的高分子類垃圾的降解速度非常慢。2、水分

產(chǎn)沼氣最佳含水率為50-60%，過高的含水率會(huì)形成大量高濃度的滲濾液而導(dǎo)致沼氣產(chǎn)量減少。第17頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四（四）填埋工藝新進(jìn)展

傳統(tǒng)填埋場(chǎng)的垃圾穩(wěn)定化過程較長(zhǎng)，有時(shí)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年。其主要原因是填埋場(chǎng)內(nèi)微生物活性低。1、滲濾液回流工藝

一是增加了填埋體內(nèi)水分，促進(jìn)了微生物代謝；二是使?jié)B濾液中未被分解的有機(jī)物以及有毒有害物質(zhì)得以進(jìn)一步生物降解。第18頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四2、供氧的填埋工藝（1）微好氧填埋工藝增大排氣和排水管徑，有利于空氣進(jìn)入，從而擴(kuò)大了填埋層的好氧區(qū)域，促進(jìn)了有機(jī)物分解。（2）好氧填埋工藝增設(shè)鼓風(fēng)設(shè)備，強(qiáng)制通風(fēng)以擴(kuò)大好氧區(qū)域。生物降解率明顯增加，但運(yùn)行成本很高。第19頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四第2章微生物與固廢、廢氣處理

2.2廢氣的微生物處理技術(shù)物化法生物法植物凈化法微生物凈化法第20頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四一、廢氣微生物處理的原理1、廢氣首先由氣相經(jīng)傳質(zhì)過程進(jìn)入到液相或固相表面液膜中。該過程可用下式表達(dá)：F=Ka.(C’–C)C’=Cg/HKa:傳質(zhì)系數(shù)

F:氣體傳遞速率C:液相中的濃度C’:與氣相平衡時(shí)液相中的濃度H:亨利常數(shù)第21頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四2、污染物在液相或液膜中被微生物吸附和降解，產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物一部分用于合成菌體，一部分進(jìn)入液相，還有一部分（如CO2）進(jìn)入到空氣中參與物質(zhì)循環(huán)。廢氣中污染物通過上述過程不斷減少，從而得到凈化。第22頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四二、廢氣微生物處理的主要影響因素（工藝參數(shù)）1、濕度

在生物濾池中填料的最佳含水量為40-60%（質(zhì)量比）。過高則水分充滿了濾料孔隙，減少了氣體停留時(shí)間，同時(shí)也會(huì)增加阻力；濕度過低則濾層會(huì)發(fā)生老化，微生物活性降低。2、溫度運(yùn)行溫度一般在20-40℃為宜。第23頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四3、pH

一般在6-9為宜。在降解一些含氯、氮、硫的化合物時(shí)，會(huì)有酸積累，可加堿調(diào)節(jié)或定期沖洗和排放；處理H2S的微生物在pH2.5-3.5時(shí)仍可正常運(yùn)行。4、其他因素MLSS、DO、污泥馴化與否、營(yíng)養(yǎng)鹽的投加等均會(huì)影響廢