固体废弃物处理与处置-宁平-第五章

固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWaste环境工程本科课程昆明理工大学环境科学与工程学院KUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering©2006宁平陈建中瞿广飞固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering固体废物生物处理BiologicalTreatmentofSolidWaste固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering【概念】堆肥化厌氧消化浸出率增容比【方法原理】堆肥原理；厌氧消化原理；微生物浸出机理。本章重点固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering处理方法好氧堆肥处理厌氧消化处理微生物浸出其它生物处理方法堆肥化（composting）:在人工控制的环境下,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厌氧消化:也称厌氧发酵，指在厌氧状态下利用微生物使固体废物中有机物转变为CH4和CO2的过程微生物浸出:利用微生物新陈代谢过程或代谢产物将废物中目的元素转变为易溶状态并得以分离的过程蚯蚓床技术废物生产单细胞蛋白等1423固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering基本原理堆肥过程中同化、异化作用反应式。物质变化、能量释放与获取堆肥过程堆肥过程四阶段，物质、温度、微生物相变化影响因素六个主要因素堆肥工艺六个阶段及内容堆肥设备四类123451好氧堆肥处理评价指标6四类，15个好氧堆肥演示固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering1好氧堆肥处理异化作用同化作用细胞物质(微生物繁殖)CO2,H2O,NH3,PO43-,O42-能量堆肥有机物(含C，H，O，N，P，S，Cl)、氧和微生物转入环境释放、转化为热+好氧堆肥基本原理固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering1好氧堆肥处理好氧堆肥过程适应新环境嗜温性细菌、酵母菌、放线菌分解最易分解的可溶性物质，淀粉、糖类增多，温度↗45℃嗜热性微生物、细菌；残留可溶性物质，纤维素、半纤维素、蛋白质，温度↗45~70℃嗜温性微生物、多为难分解物质，温度↘固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering1好氧堆肥处理影响因素及工艺堆肥化效果供氧量含水率温度和有机物含量颗粒度C/N和C/PpH主发酵分选、破碎、筛分、混合、养分及水分调节发酵仓或露天堆积，强制或翻堆搅拌供氧主发酵期4~12d前处理12后发酵进一步分解难分解有机物，条堆或静态堆肥，20~30d3贮存夏冬需贮存，容纳6个月的贮存设备；干燥透气6脱臭产生氨、硫化氢、甲基硫醇、胺类等。化学除臭剂；碱、水溶液过滤；熟堆肥、沸石等吸附剂吸附5后处理分选设备去除塑料、玻璃金属、小石块；加入N、P、K制复肥4固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering1好氧堆肥处理堆肥化设备堆肥化设备破碎设备混合设备输送设备分离设备斗式装载机或推土机、垮式翻堆机、侧式翻堆机应堆肥产品质量高、操作员少、臭味控制有效、空间限制少、环境影响小等优点。垂直、倾斜及水平固体流生物过滤器：熟化的堆肥、树皮、木片、粒状的泥炭等，负荷为80~120m3•m-3•h-1)，出气温度维持在20~40℃；物料处理设备翻堆设备反应器堆肥系统除臭设备固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering1好氧堆肥处理腐熟杜评价指标•化学指标pH/COD/BOD/VS/碳氮比/氮化物/腐殖酸•工艺指标温度耗氧速率400mg/(kg·h)堆肥腐熟度评价指标•物理学指标气味/粒度/色度•生物学指标呼吸作用/生物活性/发芽指数固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering1好氧堆肥处理参考资料[1]柴晓利,张华,赵由才.固体废物堆肥原理与技术[M].化学工业出版社.2005年9月[2]王岩.殖业固体废弃物快速堆肥化处理[M].化学工业出版社.2005年8月[3]厌氧消化处理厌氧消化原理堆肥有机物微生物有机酸，醇类，O2，NH3，H2S等，能量，微生物细胞物质CO2，CH4等，能量细胞物质固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering2厌氧消化处理厌氧消化原理细胞物质(微生物繁殖)有机酸、醇类、CO2、H2S、NH3、能量堆肥有机物(C、N、O、H、P、S等)细胞物质CO2、CH4等，能量酸性发酵阶段碱性发酵阶段固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering2厌氧消化处理厌氧消化的影响因素添加物和抑制物厌氧条件接种物温度原料配比搅拌pH其它因素固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering2厌氧消化处理厌氧消化工艺根据消化温度划分工艺类型高温消化工艺自然温度消化工艺最佳温度范围是47~55℃，此时有机物分解旺盛，消化快，物料在厌氧池内停留时间短，非常适用于城市垃圾、粪便和有机污泥的处理培养高温消化菌、维持高温、投料和排料、搅拌消化物料目前我国农村都采用这种消化类型。这种工艺的消化池结构简单、成本低廉、施工容易、便于推广，但受季节影响明显消化周期须视季节和地区的不同加以控制固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering2厌氧消化处理厌氧消化工艺根据投料运转方式划分工艺类型连续消化工艺半连续消化工艺两步消化工艺投料启动后，经一段时间的消化产气，连续定量的添加消化原料和排出旧料；其消化时间能够长期连续进行。工艺易于控制，能保持稳定的有机物消化速率和产气率，但该工艺要求较低的原料固形物浓度启动时一次性投入较多的消化原料，当产气量趋于下降时，开始定期添加新料和排出旧料，以维持比较稳定的产气率。农村较适用两个反应器；根据两段理论设计固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering2厌氧消化处理厌氧消化工艺回流搅拌厌氧消化反应池沉淀池贮气柜备料池有机固体废物回流备料肥料用户池底污泥或消化料液消化产气加水封池入池堆沤大换料拌料接种备料肥料定期或不定期出料定期或不定期加料活性污泥或其他接种物连续消化工艺半连续消化工艺固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering2厌氧消化处理消化器红泥塑料沼气池：批量进料半塑式沼气池/二块模式全塑沼气池/袋式全塑沼气池/干湿交替消化沼气池水压式消化池水压式沼气池具有结构简单、造价低、施工方便；但由于温度不稳定，产气量不稳定，因此原料的利用率低。长方形甲烷消化池固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering2厌氧消化处理水压式沼气池固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering2厌氧消化处理长方形甲烷消化池固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering2厌氧消化处理参考资料[1]周孟津,张榕林,蔺金.沼气实用技术.化学工业出版社.2004年1月[2][3]微生物浸出微生物浸出内容提要微生物浸出史浸矿细菌细菌浸出机理细菌浸出工艺细菌浸出处理放射性废渣固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering3微生物浸出微生物浸出史1887年发现1922年浸出ZnS1947年发现ThiolacillusFerrooniclans1954年高效1958年专利申请1234520~40年工业应用历史贫矿、尾矿废渣U、Zn、Mn、As、Ni、Co、Mo等422223SOHOHOS细菌固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering3微生物浸出浸矿微生物菌种主要生理特性最佳pH氧化铁硫杆菌Fe2+Fe3+、S2O32-SO42-2.5~5.3氧化铁杆菌Fe2+Fe3+3.5氧化硫铁杆菌SSO42-、Fe2+Fe3+2.8氧化硫杆菌SSO42-、S2O32-SO42-2.0~3.5聚生硫杆菌SSO42-、H2SSO42-2.0~4.0固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWasteKUSTFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering3微