固體廢棄物處理與處置課程教案

《固體廢棄物處理與處置》課程教案第一節(jié)好氧生物降解制堆肥單位：地理科學(xué)與環(huán)境科學(xué)系姓名：張海東第九章 可生化降解固體廢物的處理與利用[教學(xué)目的和要求]：1．使學(xué)生對(duì)生化法處理有機(jī)固體廢物的理論和實(shí)踐學(xué)問有肯定的了解。理解以下名詞的含義：堆肥化、堆肥、一次發(fā)酵。生物，好氧堆肥程序，影響好氧發(fā)酵過程的主要因素。[本章重點(diǎn)]：好氧堆肥原理，堆肥微生物，影響好氧發(fā)酵過程的主要因素[本章難點(diǎn)]：好氧堆肥工藝與裝置，特別是丹諾法和漿葉式發(fā)酵塔[教學(xué)時(shí)數(shù)]：2學(xué)時(shí)[教學(xué)方法]：講授[教學(xué)手段]：多媒體[引入]20年月，消滅了機(jī)械堆制技術(shù)，并法之一。第一節(jié)好氧生物降解制堆肥一、堆肥化的概念以及進(jìn)展歷史生物穩(wěn)定作用〔biostablization〕的過程。實(shí)質(zhì)上是利用污泥中的好氧微生物環(huán)境中對(duì)多種有機(jī)物進(jìn)展氧化分解，使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為類腐殖質(zhì)。這肯定義強(qiáng)調(diào)〔1〕堆肥原料來自生物界；堆制過程的實(shí)質(zhì)是生物化學(xué)過程。堆肥化的進(jìn)展歷史現(xiàn)代的堆肥方法是在上世紀(jì)初進(jìn)展起來的，主要分班加羅法(1925)：愛德華.霍華德首先進(jìn)展。固定式固定床：SchweinfurtBiel(Dano)：立流移動(dòng)式攪拌發(fā)酵倉：Earp-Thomas法堆肥的工藝類型按堆制方式分為：間歇積存法和連續(xù)積存法按原料發(fā)酵狀態(tài)分為：靜態(tài)發(fā)酵和動(dòng)態(tài)發(fā)酵按需氧程度分為：好氧堆肥和厭氧堆肥二、堆肥的根本原理自然界有很多微生物具有氧化、分解有機(jī)物的力量，因此，利用微生物在肯定溫度、濕度和pH值條件下，使有機(jī)物發(fā)生生物化學(xué)降解，形成一種類似腐殖質(zhì)的物質(zhì)，用作肥料和改進(jìn)土壤。好氧堆肥的根本原理好氧堆肥是在有氧的條件下、借好氧微生物〔主要是好氧菌〕的作用來進(jìn)展氧化需要的能量合成的細(xì)胞物質(zhì)。以下圖可以簡(jiǎn)潔說明這個(gè)過程。合成合成細(xì)胞物質(zhì)＋腐殖物質(zhì)堆肥有機(jī)物＋Ｏ2氧化CO、HO、NH223、PO2-、SO2-+44好氧堆肥原理圖有機(jī)物的氧化CxHyOz+(x+y/2－z/2)O2 xCO2+y/2H2O+能量 (9-1)含氮有機(jī)物的氧化CsHtNuOv·aH2O+bO2 CwHxNyOz·cH2O(堆肥)+dH2O〔氣〕+eH2O〔水〕+fCO2+gNH3+能量 細(xì)胞質(zhì)的合成n(C

HO)+NH+(nx+ny/4-nz/2-5x)O CHNO

)＋x y z 3 2 5 7 2(nx-5)CO2+(ny-4)/2H2O+能量 (9-3)細(xì)胞質(zhì)的氧化C5H7NO2(細(xì)胞質(zhì))＋5O2 5CO2+2H2O/2+NH3+能量 (9-4)厭氧堆肥的根本原理厭氧堆肥是在無氧的條件下，借厭氧微生物〔主要是厭氧菌〕的作用來進(jìn)展酸性發(fā)酵階段和堿性發(fā)酵階磷化氫等。在這一階段，有機(jī)酸大量積存，pH值漸漸下降；其次階段在產(chǎn)甲烷以下圖可以簡(jiǎn)潔說明這個(gè)過程。細(xì)胞物質(zhì)細(xì)胞物質(zhì)堆肥有機(jī)物＋Ｏ2細(xì)胞物質(zhì)CO、HO、NH、223COCH+能量24原料

產(chǎn)酸階段 產(chǎn)氣階段厭氧堆肥原理圖農(nóng)林廢物、高濃度有機(jī)廢液、廚余和食品廢物。堆肥微生物嗜溫菌和嗜熱菌。兩類微生物生活、生殖的溫度范圍見下表。溫度℃嗜溫菌嗜熱菌常溫－38激發(fā)態(tài)不適用38－45抑制態(tài)可開頭生長(zhǎng)45－55消滅期激發(fā)態(tài)55－60不適用抑制狀態(tài)60－70抑制狀態(tài)>70消滅期微生物生活、生殖的溫度范圍段各有其獨(dú)特的微生物類群：中溫階段：嗜溫菌活潑；高溫階段：嗜溫菌活動(dòng)受到抑制，嗜熱菌活潑；降溫階段：嗜熱菌活動(dòng)受到抑制，嗜溫菌活潑；四、堆肥程序、工藝和裝置堆肥工藝程序酵和二次發(fā)酵、后處理、脫臭和貯藏五個(gè)工序組成。預(yù)處理：包括裂開、分選以及添加水分、調(diào)整碳氮比等；發(fā)酵：分為一次發(fā)酵和二次發(fā)酵10～20天。20－30天。后處理：指出去質(zhì)物和進(jìn)展必要的裂開處理等；脫臭處理。發(fā)酵池中或袋裝，在枯燥通風(fēng)的環(huán)境下保存。發(fā)酵工藝和裝置間歇式發(fā)酵工藝與裝置10天左右，故可以加快發(fā)1/2。P2349－3連續(xù)發(fā)酵工藝與裝置式發(fā)酵塔為代表作介紹：a丹諾發(fā)酵器肥技術(shù)。丹諾發(fā)酵器是其關(guān)鍵的核心設(shè)備〔P2359－4。B漿葉式發(fā)酵塔〔P2369－5〕五、影響好氧發(fā)酵過程的主要因素1．有機(jī)物含量有機(jī)質(zhì)凹凸的影響：溫度，氧，微生物的生長(zhǎng)。我國(guó)的處理方法〔1〕對(duì)堆肥原料進(jìn)展預(yù)處理〔2〕調(diào)整劑〔物料平衡方程式〔3〕城市生活垃圾與污泥混合堆肥。2．含水率生物的生長(zhǎng)和對(duì)氧的要求均在含水率為50－60％時(shí)到達(dá)峰值。所以一般以含水55％為最正確值。含水率可以通過添加糞稀或污水污泥等進(jìn)展調(diào)整，所添加的P2379－5求出：M(Wm

W)/(Wc

W) 〔9－5〕m式中：M－調(diào)整劑與垃圾的重量比Wm、Wc、Wb－分別為混合原料含水率、垃圾含水率、調(diào)整劑含水率3.通風(fēng)和耗氧速率溫度；在維持最適溫度的條件下，加大通風(fēng)量可以去除水分。供氧方式：翻堆通風(fēng)、自然集中、被動(dòng)通風(fēng)、強(qiáng)制通風(fēng)通風(fēng)狀況評(píng)估：141/3；214％～17％；22如排所中O體積濃度降至10％，則表示好氧發(fā)酵停頓；22 CO2濃度來代替OCO的體積濃度3％～62 強(qiáng)制通風(fēng)掌握方式：溫度反響掌握；微電腦掌握；2 OCO2 碳氮比堆肥物料最正確碳氮比：25～35：1；堆肥成品中一般為10～20：1；〔9－6〕計(jì)算所需添加的氮源物質(zhì)的數(shù)量 CCK 1 21 N N 〔9－61 K35：1；C、C

馬齒莧4.5馬齒莧4.58:1圾牛廄肥1.718:1嫩草412:1干麥秸0.5387:1雜草2.419:1干稻草0.6367:1馬廄肥2.325:1玉米秸0.7553:1一些主要有機(jī)廢物的碳氮比〔均值〕物質(zhì)大便Ｎ％5.5~6.5Ｃ／Ｎ6~10:1物質(zhì)廚房垃圾Ｎ％2.15Ｃ／Ｎ25:1小便15~180.8:1羊廄肥8.75家禽肥料6.3豬廄肥3.75屠宰場(chǎng)廢物活性污泥7~105~62:16:1混合垃圾農(nóng)家庭院垃1.052.1534:114:1溫度個(gè)堆肥過程的較佳溫度是35－55℃。在堆肥的過程中，溫度的調(diào)整可以通過通風(fēng)來掌握。pH值8.5－9.07.0－8.0。[重要內(nèi)容提