第六章固體廢物微生物處理講述

1、王紅梅王紅梅 2015.12.152015.12.152022-6-11內(nèi)容提要 固體垃圾的定義及其分類固體垃圾的定義及其分類 我國現(xiàn)有的城市生活垃圾處理技術(shù)我國現(xiàn)有的城市生活垃圾處理技術(shù) 堆肥處理技術(shù)堆肥處理技術(shù) 衛(wèi)生填埋技術(shù)衛(wèi)生填埋技術(shù)2022-6-11固體廢物固體廢物: 指人類指人類在生產(chǎn)在生產(chǎn)、生活過程中產(chǎn)生的生活過程中產(chǎn)生的所有所有不再具有使用價值不再具有使用價值而被廢棄的而被廢棄的固態(tài)和半固固態(tài)和半固態(tài)物質(zhì)態(tài)物質(zhì)。第一節(jié)、固體垃圾的定義及其分類第一節(jié)、固體垃圾的定義及其分類2022-6-11生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢物俗稱生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢物俗稱廢渣廢渣（residue）。）。生活

2、活動過程中產(chǎn)生的固體廢物則稱為生活活動過程中產(chǎn)生的固體廢物則稱為垃圾垃圾（refuse）。）。 2022-6-11固體廢物分類固體廢物分類按組成按組成有機廢物有機廢物無機廢物無機廢物按來源按來源工業(yè)固體廢物工業(yè)固體廢物礦業(yè)固體廢物礦業(yè)固體廢物農(nóng)業(yè)固體廢物農(nóng)業(yè)固體廢物城市生活垃圾等城市生活垃圾等按危害性按危害性 一般廢物一般廢物危險廢物危險廢物2022-6-11根據(jù)根據(jù)中華人民共和國固體廢物污染防治法中華人民共和國固體廢物污染防治法危險廢物危險廢物工業(yè)固體廢物工業(yè)固體廢物城市生活垃圾城市生活垃圾2022-6-11我國垃圾問題的特點我國垃圾問題的特點 最晚得到重視最晚得到重視 最具綜合性的環(huán)境問題

3、最具綜合性的環(huán)境問題 最難得到處理最難得到處理 最貼近的環(huán)境問題最貼近的環(huán)境問題2022-6-11中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法所確所確立的廢棄物治理原則。立的廢棄物治理原則。 資源化：資源化：采用適宜工藝從固體廢棄物中回收有用的物質(zhì)和采用適宜工藝從固體廢棄物中回收有用的物質(zhì)和能源。要求經(jīng)濟可行，技術(shù)可行，能源。要求經(jīng)濟可行，技術(shù)可行， 就近利用。就近利用。 無害化無害化：廢棄物的收運、處置都應以環(huán)境相允許，對人體：廢棄物的收運、處置都應以環(huán)境相允許，對人體健康和環(huán)境不產(chǎn)生危害。健康和環(huán)境不產(chǎn)生危害。 減量化：減量化：通過適宜手段減少和減小固體廢棄物的

4、數(shù)量和容通過適宜手段減少和減小固體廢棄物的數(shù)量和容積。一方面減少產(chǎn)生積。一方面減少產(chǎn)生( (前端前端) )，另一方面對其處理利用，另一方面對其處理利用( (末末端端) )。 2022-6-11 固體廢棄物主要由城市生活垃圾產(chǎn)生。固體廢棄物主要由城市生活垃圾產(chǎn)生。 我國城市生活垃圾產(chǎn)生量每年以我國城市生活垃圾產(chǎn)生量每年以8-10的速度增長。的速度增長。 國內(nèi)城市生活垃圾積存量已高達國內(nèi)城市生活垃圾積存量已高達62億噸，億噸，2013年年中國城市生活垃圾累積堆存量已達70億噸，占地約80多萬畝，近年來還在以平均每年48的速度持續(xù)增長。其中其中80%-90%來自大中城市。來自大中城市。 平均城市每人

5、每天產(chǎn)生的垃圾量約為平均城市每人每天產(chǎn)生的垃圾量約為1.2kg，其處理率僅，其處理率僅為為50%左右，約有左右，約有200多座大中城市已陷入城市生活垃圾多座大中城市已陷入城市生活垃圾的包圍中。的包圍中。2022-6-112022-6-11電子垃圾2022-6-11上節(jié)內(nèi)容回顧上節(jié)內(nèi)容回顧 2015.12.15 微生物與重金屬相互作用的方式有哪些？微生物與重金屬相互作用的方式有哪些？ 垃圾和廢渣有何不同？垃圾和廢渣有何不同？ 根據(jù)我國的相關(guān)法律，對垃圾進行處理的根據(jù)我國的相關(guān)法律，對垃圾進行處理的基本原則有哪些？基本原則有哪些？2022-6-111 1 填埋技術(shù)填埋技術(shù) 填埋技術(shù)由于具有投資相對

6、少、技術(shù)較成熟、填埋技術(shù)由于具有投資相對少、技術(shù)較成熟、處理量大、操作簡單等特點，是我國各大城市生處理量大、操作簡單等特點，是我國各大城市生活垃圾處理中最常采用的技術(shù)?；罾幚碇凶畛２捎玫募夹g(shù)。 但填埋法的但填埋法的缺點是缺點是選址較困難，侵占土地資選址較困難，侵占土地資源，建設(shè)及維護成本高；對垃圾資源的回收利用源，建設(shè)及維護成本高；對垃圾資源的回收利用率幾乎為零；產(chǎn)生的垃圾滲濾液嚴重威脅地下水率幾乎為零；產(chǎn)生的垃圾滲濾液嚴重威脅地下水系統(tǒng)，并需另設(shè)污水處理廠進行二次處理。因此系統(tǒng)，并需另設(shè)污水處理廠進行二次處理。因此該處理方法存在一定的環(huán)境隱患。該處理方法存在一定的環(huán)境隱患。 第二節(jié)、我國

7、現(xiàn)有的城市生活垃圾處理技術(shù)第二節(jié)、我國現(xiàn)有的城市生活垃圾處理技術(shù)2022-6-112022-6-112 焚燒技術(shù)焚燒技術(shù) 焚燒技術(shù)是目前世界上經(jīng)濟發(fā)達國家廣泛采用的一種焚燒技術(shù)是目前世界上經(jīng)濟發(fā)達國家廣泛采用的一種城市生活垃圾處理技術(shù)。焚燒技術(shù)可使垃圾中的碳水化合城市生活垃圾處理技術(shù)。焚燒技術(shù)可使垃圾中的碳水化合物轉(zhuǎn)變成物轉(zhuǎn)變成CO2和和H2O，同時在高溫下能殺滅垃圾中的病毒、，同時在高溫下能殺滅垃圾中的病毒、細菌。與填埋技術(shù)相比，其具有細菌。與填埋技術(shù)相比，其具有占地少，選址較易，減容占地少，選址較易，減容效果好（可使垃圾體積縮小效果好（可使垃圾體積縮小80-95），無害化較徹底，），無害化

8、較徹底，垃圾焚燒余熱可以進行回收利用垃圾焚燒余熱可以進行回收利用等優(yōu)點。等優(yōu)點。 但焚燒技術(shù)基建投資及運轉(zhuǎn)費用較高；但焚燒技術(shù)基建投資及運轉(zhuǎn)費用較高；在焚燒過程中在焚燒過程中燒掉了可回收的資源；垃圾回收、運輸、貯存及焚燒過程燒掉了可回收的資源；垃圾回收、運輸、貯存及焚燒過程中會產(chǎn)生大量的刺激異味，易生成致癌有機物（如二惡英中會產(chǎn)生大量的刺激異味，易生成致癌有機物（如二惡英等），形成二次污染等），形成二次污染。 2022-6-113 3 堆肥技術(shù)堆肥技術(shù) 堆肥技術(shù)是依靠自然界廣泛分布的微生堆肥技術(shù)是依靠自然界廣泛分布的微生物將可生物降解的有機物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)物將可生物降解的有機物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)進

9、行生化轉(zhuǎn)化的微生物學過程，進行生化轉(zhuǎn)化的微生物學過程，基本實現(xiàn)基本實現(xiàn)了城市生活垃圾的資源化、無害化處理了城市生活垃圾的資源化、無害化處理。 與填埋技術(shù)相比，該技術(shù)可以減少對周與填埋技術(shù)相比，該技術(shù)可以減少對周圍環(huán)境的污染；與焚燒法相比，可以減少圍環(huán)境的污染；與焚燒法相比，可以減少對大氣的污染，具有一定的經(jīng)濟效益，但對大氣的污染，具有一定的經(jīng)濟效益，但前提是必須進行垃圾分類前提是必須進行垃圾分類。2022-6-11 堆肥技術(shù)的堆肥技術(shù)的缺點缺點是，垃圾堆肥生產(chǎn)機械化是，垃圾堆肥生產(chǎn)機械化程度低，堆肥質(zhì)量不高，因而肥效較低，程度低，堆肥質(zhì)量不高，因而肥效較低，易造成再次堆積，形成二次污染。易造成

10、再次堆積，形成二次污染。2022-6-112022-6-112022-6-114 4 有機垃圾微生物處理技術(shù)有機垃圾微生物處理技術(shù) 有機垃圾微生物處理技術(shù)的基本原理是，利用微生物降解有機垃圾微生物處理技術(shù)的基本原理是，利用微生物降解菌產(chǎn)生多種酶，如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、殼素酶、纖維菌產(chǎn)生多種酶，如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、殼素酶、纖維素酶、氧化酶、水解酶等，素酶、氧化酶、水解酶等，對分類后的有機垃圾對分類后的有機垃圾（以廚余垃以廚余垃圾為主圾為主，包括果皮、菜葉、菜根、廢紙、食品殘渣、雞鴨魚，包括果皮、菜葉、菜根、廢紙、食品殘渣、雞鴨魚肉廢棄物、骨頭等）進行快速分解，從而使肉廢棄物、骨頭等）進

11、行快速分解，從而使9696的有機垃圾的有機垃圾轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、二氧化碳、水及少量的轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋⒍趸?、水及少量的NHNH3 3；有機垃圾經(jīng)過微；有機垃圾經(jīng)過微生物處理后，大約生物處理后，大約4%4%的物質(zhì)殘留在生物基質(zhì)里，殘余物主要的物質(zhì)殘留在生物基質(zhì)里，殘余物主要是有機垃圾被微生物分解后殘存的無機礦物質(zhì)、菌床基質(zhì)以是有機垃圾被微生物分解后殘存的無機礦物質(zhì)、菌床基質(zhì)以及微生物殘體等。及微生物殘體等。2022-6-11 綠色垃圾的微生物降解技術(shù)：綠色垃圾的微生物降解技術(shù)： 城市和公園的綠化大量季節(jié)性的落葉，花瓣，城市和公園的綠化大量季節(jié)性的落葉，花瓣，修剪下來的樹枝及草坪的碎草，也會形成所謂的修剪

12、下來的樹枝及草坪的碎草，也會形成所謂的綠色垃圾。綠色垃圾。 除了占用場地，處理這些垃圾每年都要需要除了占用場地，處理這些垃圾每年都要需要付出相當?shù)某杀?，同時建設(shè)和養(yǎng)護這些花，草和付出相當?shù)某杀?，同時建設(shè)和養(yǎng)護這些花，草和樹木又需要花錢購買營養(yǎng)土，腐殖質(zhì)和肥料。樹木又需要花錢購買營養(yǎng)土，腐殖質(zhì)和肥料。2022-6-11 綠色垃圾的微生物降解技術(shù)：綠色垃圾的微生物降解技術(shù)： 將經(jīng)過篩選的微生物菌種與綠色垃圾按一定比將經(jīng)過篩選的微生物菌種與綠色垃圾按一定比例投入到降解設(shè)備內(nèi)，提供適合微生物生命活動例投入到降解設(shè)備內(nèi)，提供適合微生物生命活動所需的最佳溫度，濕度和供氧量，在微生物的作所需的最佳溫度，濕度

13、和供氧量，在微生物的作用下，落葉、樹枝和碎草中的細胞結(jié)構(gòu)被破壞，用下，落葉、樹枝和碎草中的細胞結(jié)構(gòu)被破壞，植物中的養(yǎng)分，如氮、磷、鉀，以及其中的微量植物中的養(yǎng)分，如氮、磷、鉀，以及其中的微量元素鈣、鎂、錳、銅、鋅等被釋放出來，以各種元素鈣、鎂、錳、銅、鋅等被釋放出來，以各種形態(tài)游離存在，供給植物吸收，同時剩余大量的形態(tài)游離存在，供給植物吸收，同時剩余大量的木質(zhì)纖維和菌體蛋白形成黑褐色的腐殖質(zhì)，使在木質(zhì)纖維和菌體蛋白形成黑褐色的腐殖質(zhì)，使在自然條件下，需要數(shù)月、數(shù)年才能完成的熟化過自然條件下，需要數(shù)月、數(shù)年才能完成的熟化過程在短時間內(nèi)完成。程在短時間內(nèi)完成。2022-6-112022-6-112

14、022-6-112022-6-11填埋技術(shù)填埋技術(shù)焚燒技術(shù)焚燒技術(shù)堆肥技術(shù)堆肥技術(shù)有機垃圾微生物有機垃圾微生物處理技術(shù)處理技術(shù)無害化無害化一般，存在一般，存在安全隱患安全隱患一般一般一般一般徹底徹底資源化資源化無經(jīng)濟效益無經(jīng)濟效益可進行余熱利用，可進行余熱利用，有一定經(jīng)濟效應有一定經(jīng)濟效應有機肥生產(chǎn)受有機肥生產(chǎn)受市場影響大市場影響大殘余物可作為有殘余物可作為有機肥直接利用機肥直接利用減量化減量化50%80-95%65-75%100%占地面積占地面積大大小小中等中等小小選址條件選址條件較難較難較易較易較難較難較易較易適用條件適用條件對垃圾要求對垃圾要求不嚴格不嚴格需進行垃圾分類需進行垃圾分類垃圾

15、中可降解垃圾中可降解有機物有機物40%源頭就地處理源頭就地處理投資成本投資成本低低高高較高較高低低處理成本處理成本低低高高較高較高低低垃圾處理技術(shù)優(yōu)缺點的比較垃圾處理技術(shù)優(yōu)缺點的比較2022-6-11第三節(jié)、堆肥處理技術(shù)第三節(jié)、堆肥處理技術(shù)堆肥化：堆肥化：依靠自然界廣泛分布的細菌、放線菌、真菌等微生物，有控依靠自然界廣泛分布的細菌、放線菌、真菌等微生物，有控制地促進可被微生物降解的有機物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生制地促進可被微生物降解的有機物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學過程。物化學過程。 堆肥：堆肥：深褐色、質(zhì)地松散、有泥土深褐色、質(zhì)地松散、有泥土味的物質(zhì)。這種物質(zhì)的味的物質(zhì)。這種物質(zhì)的養(yǎng)料養(yǎng)料價

16、值不高，但卻是一種極好價值不高，但卻是一種極好的土壤調(diào)節(jié)劑和改良劑的土壤調(diào)節(jié)劑和改良劑，其，其主要成分是腐殖質(zhì)。主要成分是腐殖質(zhì)。2022-6-11如果施用未熟堆肥的話如果施用未熟堆肥的話 2022-6-112022-6-111、好氧堆肥的含義、好氧堆肥的含義通氣條件下借好氧性微生物活動使有機物降解，從而使固通氣條件下借好氧性微生物活動使有機物降解，從而使固體廢棄物無害化、資源化。體廢棄物無害化、資源化。特點：高溫堆肥（一般在特點：高溫堆肥（一般在50-60，極限可達，極限可達80-90）2022-6-112022-6-11 堆肥處理是堆肥處理是利用多種微生物利用多種微生物人為地促進人為地促進

17、生物生物來源的有機廢物來源的有機廢物好氧分解和穩(wěn)定化的過程。好氧分解和穩(wěn)定化的過程。有機質(zhì)有機質(zhì)無機物、礦物質(zhì)無機物、礦物質(zhì)+腐殖質(zhì)腐殖質(zhì)+能量能量微生物微生物l堆肥處理后，產(chǎn)物中含豐富的氮、磷營養(yǎng)物堆肥處理后，產(chǎn)物中含豐富的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)和有機物質(zhì)。質(zhì)和有機物質(zhì)。2022-6-11好氧堆肥定義的含義要點好氧堆肥定義的含義要點 原料為可生物降解廢物，固體或半固體；原料為可生物降解廢物，固體或半固體； 人工控制下進行人工控制下進行 ； 多種微生物聯(lián)合作用實現(xiàn)，不同階段，不同的多種微生物聯(lián)合作用實現(xiàn)，不同階段，不同的微生物起主導作用。微生物起主導作用。 堆制過程好氧、放熱，為穩(wěn)定化過程堆制過程好氧

18、、放熱，為穩(wěn)定化過程 ； 能殺死病原菌和寄生蟲和害蟲卵，達到無害化、能殺死病原菌和寄生蟲和害蟲卵，達到無害化、安全性；安全性；2022-6-112、好氧堆肥處理的優(yōu)點、好氧堆肥處理的優(yōu)點 有機廢物分解并達到穩(wěn)定化 易腐敗的有機廢物和有毒廢物被轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的物質(zhì)，體積大大縮小(40-60干有機質(zhì)被分解) ，便于處置和運輸。有毒化學品(如農(nóng)藥) 形成腐殖質(zhì)，消除毒性。 干化作用 人糞尿、動物糞便和污泥含水達80-95，經(jīng)過堆制處理，大大降低其含水率。 2022-6-11 殺滅有害生物殺滅有害生物 堆制過程釋放大量熱能，堆溫較高。據(jù)測堆制過程釋放大量熱能，堆溫較高。據(jù)測定，定，6070維持維持3d

19、，可使脊髓灰質(zhì)炎病，可使脊髓灰質(zhì)炎病毒、病原細菌和蛔蟲卵失活。毒、病原細菌和蛔蟲卵失活。 堆溫堆溫5060，持續(xù)，持續(xù)67d，即可殺滅病原，即可殺滅病原和蟲卵。和蟲卵。 堆肥是植物良好的肥料和土壤改良劑堆肥是植物良好的肥料和土壤改良劑 好氧堆肥處理的優(yōu)點好氧堆肥處理的優(yōu)點2022-6-11堆肥處理存在的問題堆肥處理存在的問題 堆肥質(zhì)量不易穩(wěn)定；堆肥質(zhì)量不易穩(wěn)定； 原料來源不同、隨季節(jié)變化，給標原料來源不同、隨季節(jié)變化，給標準化處理帶來困難；準化處理帶來困難； 物料溫度不均勻；物料溫度不均勻； 受社會、文化、經(jīng)濟因素的影響；受社會、文化、經(jīng)濟因素的影響； 2022-6-113、好氧堆制的微生物學

20、過程、好氧堆制的微生物學過程 根據(jù)根據(jù)溫度變化和微生物生長溫度變化和微生物生長情況，情況，2022-6-111020304050602022-6-11潛育期潛育期 Latent phase 調(diào)整適應時期調(diào)整適應時期 微生物基本不生長微生物基本不生長 堆溫基本不變化堆溫基本不變化1020304050602022-6-11中溫期中溫期 Mesophilic phase 堆肥初期堆肥初期(通常在通常在1-3天天)，肥堆中嗜溫性微生物利，肥堆中嗜溫性微生物利用可溶性和易降解性有機物作為營養(yǎng)和能量來源，用可溶性和易降解性有機物作為營養(yǎng)和能量來源，迅速增殖，并釋放出熱能，使肥堆溫度不斷上升。迅速增殖，并釋

21、放出熱能，使肥堆溫度不斷上升。 此階段溫度在室溫至此階段溫度在室溫至45范圍內(nèi)，微生物以中溫、范圍內(nèi)，微生物以中溫、需氧型為主，通常是一些無芽胞細菌。需氧型為主，通常是一些無芽胞細菌。 也稱產(chǎn)熱也稱產(chǎn)熱階段，中溫階段，升溫階段，升溫期等階段，中溫階段，升溫階段，升溫期等 2022-6-11中溫期微生物類型中溫期微生物類型 微生物類型較多，主要是細菌、真菌和放線菌。微生物類型較多，主要是細菌、真菌和放線菌。 其中細菌主要利用水溶性單糖等，其中細菌主要利用水溶性單糖等， 放線菌和真菌對于分解纖維素和半纖維素物質(zhì)具放線菌和真菌對于分解纖維素和半纖維素物質(zhì)具有特殊的功能。有特殊的功能。2022-6-1

22、1高溫期高溫期 Thermophilic phase 當肥堆溫度上升到當肥堆溫度上升到45以上時，即進入高溫階段。以上時，即進入高溫階段。 通常從堆積發(fā)酵開始，只須通常從堆積發(fā)酵開始，只須2-3天時間肥堆溫度便天時間肥堆溫度便能迅速地升高到能迅速地升高到55，1周內(nèi)堆溫可達到最高值周內(nèi)堆溫可達到最高值（最高溫可達（最高溫可達80）。）。 除前一階段殘留的和新形除前一階段殘留的和新形成的可溶性有機物繼續(xù)分解轉(zhuǎn)化外，半纖維素、成的可溶性有機物繼續(xù)分解轉(zhuǎn)化外，半纖維素、纖維素、蛋白質(zhì)等復雜有機物也開始強烈分解。纖維素、蛋白質(zhì)等復雜有機物也開始強烈分解。2022-6-11Composting pile

23、2022-6-11高溫期微生物高溫期微生物 嗜溫性微生物受到抑制，嗜熱性微生物逐漸取而嗜溫性微生物受到抑制，嗜熱性微生物逐漸取而代之。代之。 在在50左右進行活動的主要是嗜熱性真菌左右進行活動的主要是嗜熱性真菌和放線菌；和放線菌； 溫度上升到溫度上升到60時，真菌幾乎完全停時，真菌幾乎完全停止活動，僅有嗜熱性放線菌和細菌活動；止活動，僅有嗜熱性放線菌和細菌活動； 溫度上溫度上升到升到70以上時，大多數(shù)嗜熱性微生物已不適宜，以上時，大多數(shù)嗜熱性微生物已不適宜，微生物大量死亡或進入休眠狀態(tài)。微生物大量死亡或進入休眠狀態(tài)。2022-6-11嗜熱脂肪芽孢桿菌嗜熱脂肪芽孢桿菌2022-6-112022-

24、6-112022-6-11 2022-6-11A dissolving cellulose fibre - Clostridium thermocellum bacteria barely visible2022-6-112022-6-11高溫期自然調(diào)節(jié)高溫期自然調(diào)節(jié) 此時，產(chǎn)生的熱量減少，堆溫自動下降。此時，產(chǎn)生的熱量減少，堆溫自動下降。 當堆溫降至當堆溫降至70以下時，處于休眠狀態(tài)的嗜熱性以下時，處于休眠狀態(tài)的嗜熱性微生物又重新活動，繼續(xù)分解難分解的有機物，微生物又重新活動，繼續(xù)分解難分解的有機物，熱量又增加，堆溫就處于一個自然調(diào)節(jié)的、延續(xù)熱量又增加，堆溫就處于一個自然調(diào)節(jié)的、延續(xù)較久的高

25、溫期。較久的高溫期。2022-6-11高溫期作用高溫期作用 高溫對于堆肥的快速腐熟起到重要作用，在此階高溫對于堆肥的快速腐熟起到重要作用，在此階段中堆肥內(nèi)開始了腐殖質(zhì)的形成過程，并開始出段中堆肥內(nèi)開始了腐殖質(zhì)的形成過程，并開始出現(xiàn)能溶解于弱堿的黑色物質(zhì)?，F(xiàn)能溶解于弱堿的黑色物質(zhì)。C/N比明顯下降，比明顯下降，肥堆高度隨之降低。肥堆高度隨之降低。 通過高溫能有效殺滅有機廢棄物中病原物，按我通過高溫能有效殺滅有機廢棄物中病原物，按我國高溫堆肥衛(wèi)生標準（國高溫堆肥衛(wèi)生標準（GB7959-87），要求堆肥），要求堆肥最高溫度達最高溫度達5055以上，持續(xù)以上，持續(xù)5-7d。2022-6-112022-

26、6-11腐熟期腐熟期 Maturation phase 在高溫階段末期，只剩下部分較難分解的有機物在高溫階段末期，只剩下部分較難分解的有機物和新形成的腐殖質(zhì)，此時微生物活性下降，發(fā)熱和新形成的腐殖質(zhì)，此時微生物活性下降，發(fā)熱量減少，溫度下降。量減少，溫度下降。 此時嗜溫性微生物再占優(yōu)勢，對殘留較難分解的此時嗜溫性微生物再占優(yōu)勢，對殘留較難分解的有機物作進一步分解，腐殖質(zhì)不斷增多且趨于穩(wěn)有機物作進一步分解，腐殖質(zhì)不斷增多且趨于穩(wěn)定化，堆肥進入腐熟階段。定化，堆肥進入腐熟階段。 降溫后，需氧量大量減少，肥堆空隙增大，氧擴降溫后，需氧量大量減少，肥堆空隙增大，氧擴散能力增強，此時只需自然通風。散能力

27、增強，此時只需自然通風。2022-6-112022-6-11適用2022-6-112022-6-112022-6-11環(huán)境溫度：環(huán)境溫度：對二次發(fā)酵的影響大有機質(zhì)含量：有機質(zhì)含量：20-80%為宜。太低，升溫慢，太高，供氧不足（發(fā)臭）水分：水分：50-60%為宜。過高，氧不足碳氮比：碳氮比：初始3035:1為宜。過高，缺氮，周期長，過低，氮損失。碳磷比：碳磷比：75-150 :1為宜。酸堿度：中性或弱堿性。酸堿度：中性或弱堿性。通風供氧：動力供氧通風供氧：動力供氧影影響響堆堆肥肥的的因因素素2022-6-11上節(jié)課內(nèi)容回顧 2015.12. 固體廢物的定義及分類固體廢物的定義及分類 我國垃圾處

28、理的主要方法我國垃圾處理的主要方法填埋法、焚燒法、堆肥法、有機垃圾的微生物填埋法、焚燒法、堆肥法、有機垃圾的微生物處理處理 好氧堆肥技術(shù)好氧堆肥技術(shù)四個階段：潛育期、中溫期、高溫期、腐熟期四個階段：潛育期、中溫期、高溫期、腐熟期影響因素：環(huán)境溫度、有機質(zhì)含量、影響因素：環(huán)境溫度、有機質(zhì)含量、C/N, C/PC/N, C/P，酸堿度、氧氣供應酸堿度、氧氣供應2022-6-11立式堆肥發(fā)酵塔立式堆肥發(fā)酵塔臥式堆肥發(fā)酵滾筒臥式堆肥發(fā)酵滾筒簡倉式堆肥發(fā)酵倉簡倉式堆肥發(fā)酵倉箱式堆肥發(fā)酵池箱式堆肥發(fā)酵池堆肥發(fā)酵裝置堆肥發(fā)酵裝置4、好氧堆肥的裝置、好氧堆肥的裝置2022-6-115-8天完成一天完成一次發(fā)酵

29、次發(fā)酵（1）立式堆肥發(fā)酵塔）立式堆肥發(fā)酵塔2022-6-11 又稱為澤西又稱為澤西(Jersey)法。法。 主要設(shè)施：立式筒狀發(fā)酵倉，倉高主要設(shè)施：立式筒狀發(fā)酵倉，倉高1015m，分分56層，主要用于城市垃圾處理。層，主要用于城市垃圾處理。 分選、破碎后的垃圾由皮帶輸送至倉頂層，分選、破碎后的垃圾由皮帶輸送至倉頂層，受自重力和柵板的控制每日下降一層，一受自重力和柵板的控制每日下降一層，一共停留共停留56d，出料后靜態(tài)發(fā)酵，出料后靜態(tài)發(fā)酵3060d。2022-6-11 機械通入空氣，水分從頂部補充，倉內(nèi)機械通入空氣，水分從頂部補充，倉內(nèi)溫度高，升溫快，溫度高，升溫快，24h可上升至可上升至50以

30、以上，上，70可維持可維持3d，之后溫度逐漸下降。，之后溫度逐漸下降。 該工藝占地少，垃圾分解徹底，運行費該工藝占地少，垃圾分解徹底，運行費用低，但水分分布不均勻。用低，但水分分布不均勻。2022-6-11（2）臥式堆肥發(fā)酵）臥式堆肥發(fā)酵-滾筒滾筒2022-6-11 也稱臥式旋轉(zhuǎn)法，由丹麥人首先研制也稱臥式旋轉(zhuǎn)法，由丹麥人首先研制和使用的一種連續(xù)堆肥法。和使用的一種連續(xù)堆肥法。 關(guān)鍵設(shè)備：長關(guān)鍵設(shè)備：長2030m、直徑、直徑34m、傾角傾角23的可回旋轉(zhuǎn)動的金屬圓筒，的可回旋轉(zhuǎn)動的金屬圓筒，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速0.51轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/M，機械送風。，機械送風。2022-6-11 有機廢物被送入滾筒后，隨滾筒的旋轉(zhuǎn)翻

31、有機廢物被送入滾筒后，隨滾筒的旋轉(zhuǎn)翻動并向滾筒尾部動并向滾筒尾部(出料部位出料部位)移動，在此過程移動，在此過程中完成有機質(zhì)的降解、升溫、殺菌等，筒中完成有機質(zhì)的降解、升溫、殺菌等，筒內(nèi)溫度內(nèi)溫度60以上。以上。 物料在反應器內(nèi)停留物料在反應器內(nèi)停留35d，出料后的初產(chǎn)，出料后的初產(chǎn)物再靜態(tài)堆制物再靜態(tài)堆制56d，達到腐熟穩(wěn)定。，達到腐熟穩(wěn)定。2022-6-112022-6-11（3）箱式堆肥）箱式堆肥/靜態(tài)堆肥靜態(tài)堆肥2022-6-11 靜態(tài)堆制工藝又稱為常規(guī)堆制工藝靜態(tài)堆制工藝又稱為常規(guī)堆制工藝(conventional composting)我國長期使用的一種有機肥堆制法；我國長期使用的

32、一種有機肥堆制法；原料預處理，調(diào)整含水量和原料預處理，調(diào)整含水量和C/N；垃圾垃圾7080與與2030的稀糞混合，的稀糞混合，條形堆制，堆底寬條形堆制，堆底寬2.5 3.0 m，高，高1.75m左左右，長度不限，自然通風；右，長度不限，自然通風；2022-6-11 堆好后呈龜背形，堆中豎插竹竿或木棒，堆好后用稀泥封堆，以防熱量散失。 可插入作物秸稈或草束通氣； 蛔蟲卵致死率90以上。2022-6-112022-6-11通氣方式通氣方式 插竹竿，自然通氣；插竹竿，自然通氣； 人工翻堆方式通氣。人工翻堆方式通氣。人工翻堆每周人工翻堆每周12次，機械翻堆可次，機械翻堆可12d一次，后期腐熟階段可每周

33、翻一次，后期腐熟階段可每周翻一次。一次。 2022-6-11場地要求及特點場地要求及特點 場地堅實不滲水，有頂棚遮蓋，大風場地堅實不滲水，有頂棚遮蓋，大風頻繁的地區(qū)應在逆風面設(shè)置擋風墻。頻繁的地區(qū)應在逆風面設(shè)置擋風墻。 工藝特點：工藝簡單，設(shè)備少，處理工藝特點：工藝簡單，設(shè)備少，處理成本低，但工藝時間長。成本低，但工藝時間長。2022-6-11第四節(jié)第四節(jié) 衛(wèi)生填埋衛(wèi)生填埋 衛(wèi)生填埋衛(wèi)生填埋(sanitary landfill)始于始于20世世紀紀60年代，是在傳統(tǒng)堆制的基礎(chǔ)上，年代，是在傳統(tǒng)堆制的基礎(chǔ)上，避免環(huán)境免受二次污染而發(fā)展起來的避免環(huán)境免受二次污染而發(fā)展起來的一種較好的固體廢物處理法

34、；一種較好的固體廢物處理法； 優(yōu)點：投資少，容量大，見效快。優(yōu)點：投資少，容量大，見效快。 視頻2022-6-11u衛(wèi)生填埋的類型衛(wèi)生填埋的類型 主要有主要有厭氧、好氧和半好氧厭氧、好氧和半好氧三種。三種。填埋類型填埋類型特點及應用情況特點及應用情況厭氧填埋厭氧填埋操作簡單，施工費用低，可回收甲烷操作簡單，施工費用低，可回收甲烷氣體，氣體，目前廣泛采用目前廣泛采用。好氧和半好好氧和半好氧填埋氧填埋分解速度快，垃圾穩(wěn)定化時間短，但分解速度快，垃圾穩(wěn)定化時間短，但工藝要求較復雜，費用較高，尚處于工藝要求較復雜，費用較高，尚處于研究階段。研究階段。2022-6-11Anaerobic Bioreac

35、tor Liquids Storage Gas Collection to Generate Energy GroundwaterMonitoring Bioreactor Program 2022-6-11Aerobic Bioreactor Liquids Storage Air Injection GroundwaterMonitoring Bioreactor Program 2022-6-11Facultative Bioreactor Liquids Storage Gas Collection to Generate Energy GroundwaterMonitoring Bi

36、oreactor Program 2022-6-11一、填埋場地的建設(shè)與運行一、填埋場地的建設(shè)與運行 根據(jù)地形、地貌和土壤條件、水文地質(zhì)、氣候、運輸距離、出入道路條件等進行選擇，使填埋處理不影響當?shù)鼐用竦纳詈徒】怠?場地底部要構(gòu)筑不漏水的防水層、集水管和集水井等設(shè)施，四周要防止水流沖刷、防止地下水和地面水受污染，避免一般填埋出現(xiàn)的衛(wèi)生條件差，二次污染頻繁的問題出現(xiàn)。1、場地的建設(shè)、場地的建設(shè)2022-6-11Concept illustration of a Typical Sanitary Landfill Site2022-6-112022-6-112022-6-112022-6-112

37、022-6-112022-6-112、垃圾填埋處理、垃圾填埋處理 將垃圾在填埋場內(nèi)分區(qū)分層進行填埋。將垃圾在填埋場內(nèi)分區(qū)分層進行填埋。 每天的垃圾，在限定范圍鋪散為每天的垃圾，在限定范圍鋪散為4075cm的薄的薄層，然后壓實。垃圾層厚度應為層，然后壓實。垃圾層厚度應為2.53m。 一次性填埋處理垃圾層最大厚度為一次性填埋處理垃圾層最大厚度為9m。每層垃。每層垃圾壓實后覆土圾壓實后覆土2030 cm。 廢物層和土壤覆蓋層共同構(gòu)成一個單元，即填廢物層和土壤覆蓋層共同構(gòu)成一個單元，即填埋單元埋單元(cell)。 當天的垃圾，當天壓實覆土，成為一個填埋單元。當天的垃圾，當天壓實覆土，成為一個填埋單元。

38、2022-6-11 具有同樣高度的一系列相互銜接的填埋單元具有同樣高度的一系列相互銜接的填埋單元構(gòu)成一個填埋層。構(gòu)成一個填埋層。 按上述工序完成的衛(wèi)生填埋場由一個或幾個按上述工序完成的衛(wèi)生填埋場由一個或幾個填埋層組成。填埋層組成。 當填埋到最終的設(shè)計高度以后，再在該填埋當填埋到最終的設(shè)計高度以后，再在該填埋層上層蓋一層層上層蓋一層90120cm的土壤，壓實后就的土壤，壓實后就成為一個比較標準的衛(wèi)生填埋場。成為一個比較標準的衛(wèi)生填埋場。 2022-6-112022-6-112022-6-11The Stevens County Sanitary Landfill, opened on July

39、5, 1979, is a facility that was designed to serve the waste needs of the citizens of Stevens County.2022-6-11上節(jié)內(nèi)容回顧上節(jié)內(nèi)容回顧 2014.12.9 我國目前城市垃圾處理的主要技術(shù)有哪些？我國目前城市垃圾處理的主要技術(shù)有哪些？各自有什么優(yōu)缺點？各自有什么優(yōu)缺點？ 堆肥技術(shù)需要人們控制哪些因素？堆肥技術(shù)需要人們控制哪些因素？ 堆肥可以分為哪幾個階段？其中的微生物堆肥可以分為哪幾個階段？其中的微生物過程如何？過程如何？ 衛(wèi)生填埋有哪幾種類型？衛(wèi)生填埋有哪幾種類型？ 衛(wèi)生填埋分為哪幾個階

40、段？衛(wèi)生填埋分為哪幾個階段？2022-6-11二、填埋的微生物學過程 根據(jù)垃圾在衛(wèi)生填埋過程中的根據(jù)垃圾在衛(wèi)生填埋過程中的分解情況、氣體分解情況、氣體產(chǎn)生和微生物活動產(chǎn)生和微生物活動情況，將整個過程人為地劃情況，將整個過程人為地劃分為四個階段：分為四個階段：好氧分解階段、厭氧產(chǎn)酸階段、好氧分解階段、厭氧產(chǎn)酸階段、甲烷產(chǎn)生加速階段、甲烷產(chǎn)生下降階段甲烷產(chǎn)生加速階段、甲烷產(chǎn)生下降階段。2022-6-111、好氧分解階段、好氧分解階段垃圾好氧分解主要是開始階段。垃圾好氧分解主要是開始階段。此階段時間的長短取決于分解速度，由此階段時間的長短取決于分解速度，由幾天到幾個月。幾天到幾個月。填埋層內(nèi)的氧耗盡

41、后進入第二階段。填埋層內(nèi)的氧耗盡后進入第二階段。2022-6-112、厭氧產(chǎn)酸階段、厭氧產(chǎn)酸階段在此階段，好氧微生物的生命活動終止；在此階段，好氧微生物的生命活動終止；無氧呼吸的細菌，如硝酸還原細菌和硫酸無氧呼吸的細菌，如硝酸還原細菌和硫酸還原細菌等，以物料中的還原細菌等，以物料中的NO3 、SO42-的的氧作為最終電子受體進行無氧呼吸，使有氧作為最終電子受體進行無氧呼吸，使有機質(zhì)進一步被分解產(chǎn)生多種有機酸。機質(zhì)進一步被分解產(chǎn)生多種有機酸。有機酸積累、有機酸積累、pH下降，甲烷菌開始活動，下降，甲烷菌開始活動，主要產(chǎn)物是主要產(chǎn)物是N2，H2S、NH3、CO2等。等。2022-6-113、甲烷產(chǎn)

42、生加速階段、甲烷產(chǎn)生加速階段在嚴格厭氧菌和一些兼性厭氧菌的作用下，在嚴格厭氧菌和一些兼性厭氧菌的作用下，有機酸被進一步分解，產(chǎn)生甲烷，甲烷含有機酸被進一步分解，產(chǎn)生甲烷，甲烷含量達到量達到5060(v/v)。有機酸含量下降，有機酸含量下降，pH值升高，產(chǎn)乙酸菌、值升高，產(chǎn)乙酸菌、解纖維菌和產(chǎn)甲烷菌數(shù)量很多。解纖維菌和產(chǎn)甲烷菌數(shù)量很多。收集、利用甲烷的關(guān)鍵時期。收集、利用甲烷的關(guān)鍵時期。2022-6-112022-6-114、甲烷產(chǎn)生下降階段、甲烷產(chǎn)生下降階段有機酸濃度下降，甲烷產(chǎn)率下降。有機酸濃度下降，甲烷產(chǎn)率下降。水分、水流、水分、水流、pH、粒徑、接種劑的添加、培、粒徑、接種劑的添加、培養(yǎng)物濃度、溫度等多種因素影響到填埋有機物養(yǎng)物濃度、溫度等多種因素影響到填埋有機物的分解及產(chǎn)甲烷作用。的分解及產(chǎn)甲烷作用。水分和水分和pH在填埋物產(chǎn)甲烷中起關(guān)鍵作用。需在填埋物產(chǎn)甲烷中起關(guān)鍵作用。需要有適宜的水分和中性的要有適宜的水分和中性的pH。較高的水分有。較高的水分有利于可溶性基質(zhì)和營養(yǎng)物的溶解以及微生物的利于可溶性基質(zhì)和營養(yǎng)物的溶解以及微生物的移動。移動。研究表明水分含量和甲烷產(chǎn)生速率呈正相關(guān)。研究表明水分含量和甲烷產(chǎn)生速率呈正相關(guān)。2022-6-11三、填埋場滲濾液的處理和氣體收集