微生物与固废、废气处理
固废、废气生物处理技术
生物发酵
利用微生物发酵作用将有机物 转化为酒精、乳酸等产品的技 术。
生物堆肥
将有机废弃物在一定的温度、 湿度和氧气条件下堆肥发酵， 实现有机物的稳定化和腐殖质
化的技术。
生物处理技术的应用范围
城市生活垃圾处理
通过厌氧和好氧生物处理技术，实现城市生 活垃圾的减量、无害和资源化。
农业废弃物处理
利用生物堆肥和生物发酵技术，将农业废弃 物转化为有机肥料和生物燃气等资源。
利用微生物的作用，将有机废气中的有害物质转化为无害的物质。
生物洗涤器
通过生物洗涤器中的微生物将有机废气中的有害物质吸收并降解。
生物滴滤器
利用微生物的作用，将有机废气中的有害物质转化为无害的物质， 同时收集产生的生物质用于能源利用。
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固废、废气生物处理技 术的发展应器
相比物理或化学处理方法，生物处理技术 的设备投入和运营成本较低。
缺点
处理周期长
生物处理需要一定的时间，通常是数天或数 周，才能完成废物的降解。
对某些有毒有害物质敏感
某些有毒有害物质可能抑制微生物的生长， 影响处理效果。
对环境条件敏感
生物处理的效果受温度、pH值、氧气供应 等环境因素影响较大，需要精确控制。
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固废、废气生物处理技 术的优缺点
优点
环境友好性
能源效率
生物处理技术利用微生物降解有机废物， 最终产物为二氧化碳、水和稳定的微生物 群落，对环境影响小。
生物处理过程中可产生一定的热量，可用 于发电或供热，实现能源的循环利用。
处理效果好
低成本
针对不同类型的废物，生物处理技术可选 择性地培养相应的微生物，实现对废物的 有效降解。
有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落精选
• 固体废弃物（Solid wasters），按照《中华人民共和 国固体废物污染、环境防治法》的规定，是指在生 产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的 固态、半固态废弃物质。
• 固体废物的产生对人类环境产生危害，一是侵占土 地 ，二是污染环境
对固体废弃物的处理，一部分可回收再利用， 其他可用物理、化学、生物方法加以处理，常 用的处理方法有：堆肥法、填埋法、焚烧法、 热解法。
4 、堆肥工艺 （1）静态堆肥工艺
（三）厌氧堆肥
（2）高温动态二次堆肥工艺
（3）立仓式堆肥工艺
（4）滚筒式：又称Dano式（丹诺）
二、卫生填埋法及渗滤层 是在堆肥法的基础上发展起来的，处理原理与厌氧堆
肥相同。 卫生填埋主要有厌氧、好氧和半好氧三种。
填埋类型
特点及应用情况
厌氧填埋
好氧和半好 氧填埋
腐熟堆肥的特征
①表面呈白色或灰白色，内部呈黑褐色或棕黑色： ②秸秆和粪块等完全腐熟，质地松软，无粪臭，散发出
泥土气味，不招引蚊蝇； ③pH8-9，呈弱碱性。
3、好氧堆肥过程要求的参数 （1）供氧：30℃时，需氧量为1mg氧/g挥发性物质。 （2）含水量：含水量太低，微生物活动受抑制。45℃ 时应控制在50%左右 （ 3 ） CNP ： C/N 为 10-25 时 ， 有 机 物 降 解 速 度 最 大 ， C/P适宜在75-150，不足可掺污泥 （4）温度：嗜温菌30-40℃，嗜热菌55-60℃，5-7d无变 化 （5）pH：理论上pH值物在隔氧条件 下加热分解的过程。
四、焚烧处理工程 热化学处理，是实现垃
圾无害化和减量化的重要途 径，体积可减少80-90%，可 杀灭病原菌，其焚烧热可用 于供热和发电，
第十一章 有机固体废物及废气的微生物处理及其微生物群落
目前适合生物处理的气态有机污染物主要 有乙醇、硫醇、酚甲酚、吲哚、脂肪酸、 乙醛、酮和胺等。 近年来，挥发性有机污染物已成为研究的 热点。
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一、废气的处理方法 物理和化学方法：如吸附、吸收、氧化及等离子转 化法 生物净化：植物净化和微生物净化 微生物净化可就地处理各种恶臭污染源的废气。 微生物净化气态污染物的装置有：生物吸收池、 生物洗涤池、生物滴滤池和生物过滤池。
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图 11-4
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第七章
垃圾堆肥处理
环境生态学导论
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(三)社区小型化微生物有机垃圾处理装置 近10年来，我国正在研究小型化有机垃 圾微生物处理装置引进先进技术，现在上海 除了有引进日本的处理装置外，还研制了日 处理量100m3的有机垃圾微生物处理机。筛 选、培养出具有高效分解性能的微生物菌种。
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生物滴滤法 生物滴滤法是目前较新的一 种废气处理方法。与微生物过滤法相比。 其填料上方喷淋循环液，而与生物洗涤法 相比，又增设了附着微生物的填料。气体 由塔（池）底进入，在流动过程中与已接 种挂膜的生物滤料接触而被净化，净化后 的气体由塔（池）顶排出。
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二、几种典型废气的微生物处理方法
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微生物在堆肥中的作用于演替 ①中温阶段 这是堆肥化过程的起始阶段，堆层基本 呈15～45℃的中温，嗜温细菌、真菌和放 线菌等嗜温性微生物较为活跃并利用堆肥 中最容易分解的可溶性物质进行旺盛的生 命活动而迅速增殖，释放出能量，使堆肥 温度不断升高。
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②高温阶段 当堆温升至45℃以上时即进人高温阶 段，在这一阶段，堆肥起始阶段的嗜温性 微生物受到抑制甚至死亡，取而代之的是 一系列嗜热性微生物。
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（二）好氧堆肥 目前好氧堆肥处理的物料主要有：垃圾； 垃圾和粪水；垃圾和脱水污泥；脱水污泥。 垃圾的化学组分主要是纤维素、半纤 维素、糖类、脂肪和蛋白质等。
√环境工程微生物学(十二 有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落)
2、厌氧堆肥：是在氧气不足的条件下借助厌氧微生物发酵堆 肥。
特点：空气与发酵原料隔绝，堆制温度低，工艺较简单， 成品堆肥中氮素保留比较多，但堆制周期过长，需3～12个 月，异味浓烈，分解不够充分。
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天津双港垃圾焚烧发电厂
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一、堆肥法
(一)堆肥法、堆肥化和堆肥
1、堆肥法：是一种古老的微生物处理垃圾的方法。根据 处理过程中起作用的微生物对氧气要求的不同，堆肥 法可分为：好氧堆肥法、厌氧堆肥法。 2、堆肥化(composting)：是依靠自然界广泛分布的细菌、 放线菌和真菌等微生物，有控制地促进可生物降解的 有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。其实质 就是一种生物代谢过程。 垃圾经过堆肥化，体积一般 可减少30％～50%。
液压式压力机 金属 填埋
垃 圾
破 碎 机
磁 选 机
转化 动滚 消筒
筛 分 机
分 选 机
农用
水处理系统 除臭系统
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2、法国SILODA快速堆肥系统 法国贝鲁特家庭废物处理厂，建筑面积4500m2，日处 理量700吨，原料为城市生活垃圾。 城市生活垃圾→破碎、筛选、磁选→一定粒径(约5cm) 的可堆废物→可逆式皮带机→一次发酵仓（旋转式搅拌 机翻动、搅拌及输送）7-10天→二次静态发酵场，3060天→振动筛分→优质肥料
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有机固体废弃物与废气的微生物处
微生物培养困难
某些特殊微生物的培养条件较为苛刻，可能导致处理成本较高。
产生二次污染
在某些情况下，微生物处理过程中可能会产生有害气体或残留物， 造成二次污染。
微生物处理技术的展望
01
优化微生物种群
通过基因工程技术等手段，优化 微生物种群，提高其降解效率和 抗逆性。
微生物浸出处理具有选择性高、 对环境友好等优点，可用于处 理含有重金属的固体废弃物。
微生物吸附处理
微生物吸附处理是利用微生物的表面特性，将废水中的重金属、有机污染物等吸附 在微生物表面，从而达到净化的目的。
微生物通过表面官能团、电荷转移等作用机制吸附废水中的有害物质。
微生物吸附处理具有高效、低成本等优点，可用于废水处理和污染土壤修复等领域。
塑料垃圾
危害分析
占用土地资源
大量有机固体废弃物的堆积占用了大量的土地资源， 影响土地的再利用。
污染土壤和水体
有机固体废弃物在堆放和处理过程中可能产生渗滤液 和有害气体，对土壤和水体造成污染。
影响大气环境
部分有机固体废弃物可能产生恶臭气体，对大气环境 造成影响。
02
有机固体废弃物的微生物处理技 术
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有机固体废弃物与废气的联合处 理技术
有机固体废弃物与废气的转化
转化原理
利用微生物的代谢作用，将有机固体废弃物和废气中的有害物质 转化为无害或低害物质。
转化过程
通过微生物的吸附、降解、转化等功能，将有机物转化为简单的 无机物或稳定的生物质。
转化效果
有效降低有机固体废弃物和废气的污染程度，减轻对环境的压力。
含氮废气处理
废气处理 生物法
废气处理生物法
废气处理是指将产生的废气进行处理，去除污染物，以减少对环境的影响。
其中，生物法是一种利用微生物和生物化学反应来净化废气的处理方法。
生物法的原理是通过使用特定的微生物，将废气中的有机污染物转化为无害的物质。
这些微生物可以是自然界存在的，也可以是经过改良和选育的菌群。
在生物法中，废气首先经过预处理，去除其中的颗粒物、气态污染物等。
然后，废气会进入一个生物反应器，这个反应器内会有适宜生物生长和活动的环境。
微生物会利用废气中的有机污染物作为能源和营养源，通过酵解、氧化等过程将其转化为二氧化碳、水和其他无害物质。
最后，经过处理后的废气会被释放到大气中或经进一步处理后达到排放标准。
生物法相比于传统的物理或化学处理方法具有许多优点。
首先，它是一种相对低成本的处理方法，可以利用自然界中已经存在的微生物资源。
其次，生物法能够高效地去除有机污染物，处理效果稳定可靠。
此外，生物法还具有可持续性和环保性，不会产生二次污染物。
值得一提的是，生物法在处理某些特定的有机废气中表现出很高的选择性，能够实现高效的处理效果。
总之，生物法是一种有效的废气处理方法，通过利用微生物和生物化学反应将废气中的有机污染物转化为无害物质。
它具有低成本、高效、环保等诸多优点，应用广泛。
有机固体废弃物和废气的微生物处理
物分解代谢，最终转化为二氧化碳、水蒸气和微生物细胞等无害物质。
03
特点
生物滴滤法具有处理效率高、操作简单、能耗低等优点，适用于处理低
浓度、低流量有机废气。
04
微生物处理技术的未来发展与挑战
提高微生物处理技术的效率
优化微生物种群结构
生物反应器改进
通过筛选和驯化，提高特定有机废弃 物降解的微生物种群比例，提高处理 效率。
微生物处理技术原理
通过微生物的降解作用，将有机废弃 物和废气中的有机物质转化为二氧化 碳、水、甲烷等无害物质或能源。
微生物处理技术的优缺点
优点
环保、高效、可持续、能源回收率高。
缺点
处理时间长、对环境条件要求高、需要良好的营养源和氧气供应。
微生物处理技术的应用范围
有机固体废弃物处理
厨余垃圾、农业废弃物、城市生活垃圾等。
复利用，降低了成本。
微生物吸附技术需要解决微生物 对不同有害物质的吸附效果和吸 附机理等问题，以更好地应用于
实际废水处理中。
03
有机废气的微生物处理
生物过滤法
原理
生物过滤法是一种利用微生物降 解有机废气的方法，通过填充有 微生物的滤料层将废气中的有机
组分吸收并转化为无害物质。
过程
废气通过填料层时，气体中的有 机组分被吸附在滤料表面，然后 被微生物分解代谢，最终转化为 二氧化碳、水蒸气和微生物细胞
特点
生物洗涤法具有处理效率高、适应性强、可处理高浓度有 机废气等优点，但需要定期更换洗涤液和清洗填料。
生物滴滤法
01
原理
生物滴滤法是一种利用微生物降解有机废气的方法，通过填充有微生物
的滴滤床将废气中的有机组分吸收并转化为无害物质。
有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落
垃圾渗滤液是一种高浓度有机废水，其水质和水量随垃圾成分、当地气候、大气降水、水文、填埋时间及填埋工艺等因素的影响而显著变化。
01
渗滤液的来源主要有： 降水：降雨、降雪； 地表迳流； 地下水； 垃圾含水：垃圾本身含有机组分厌氧分解产生的水分。
02
2.渗滤液
利用城市污水厂进行合并处理
第十一章 固体废物与废气的微生物处理
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汇报人姓名
固体废物来源：厨余、丢弃的包装纸、塑料袋、废旧纸张和破布等。
01
危害：污染水体，污染土壤，污染大气。
02
11.1 固体废物的微生物处理
1.1 堆肥法
A
堆肥化(composting)是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生物，有控制地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。
03
一、固体废物的好氧堆肥
间歇式发酵工艺 原料一批一批地发酵，一批原料堆积完后不再添加新料，待完成发酵后成为腐殖土运出。 采用该发酵工艺可露天进行，故又称为野积式堆肥或露天堆肥，也有建堆肥仓以进行全天候生产的。
固体废物的好氧堆肥
4.好氧堆肥工艺
STEP2
STEP1
2
立式堆肥发酵塔通常为密闭结构，塔内温度分布为从上层至下层逐渐升高，即最下层温度最高。
4
立式堆肥工艺
一、固体废物的好氧堆肥
一、固体废物的好氧堆肥
一、固体废物的好氧堆肥
立式多层移动床式发酵塔
一、固体废物的好氧堆肥
立式多层圆筒式发酵塔
二、固体废物的厌氧堆肥
厌氧堆肥的生物学原理 厌氧堆肥是有机物在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被稳定化，同时伴有CH4和CO2等气体产生的厌氧发酵过程。
有机固体废物与废气的微生物处理
当前各国城市的固体废物采用的处置和处理方法主要有： 焚烧法、填埋法和堆肥法。焚烧法是物理方法，它用来处理不 可随意排放、有危险的特种废物。也处理城市污水处理厂的剩 余污泥和生活垃圾。堆肥法和填埋法是用微生物化学的原理处 理可生物降解有机固体废物的有效方法。
有机固体废物与废气的微生物处 理及其微生物群落
内容提示
有机固体废物好氧和厌氧堆肥是依靠自然界广泛分布 的细菌、放线菌和真菌等微生物，有控制地促进可生物降 解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。要了解 在发酵过程中，有温度、pH的变化、有机物腐殖化、稳定 化 ，微生物的演替。
卫生填埋的处理系统规模大，压实性大，发酵时间很 长5〜10年。产生大量渗滤液，臭气污染空气。这是不可 取的，但又是无奈的。
已腐熟堆肥
2. 好氧堆肥发酵微生物
好氧堆肥发酵微生物有：
好氧堆肥 发酵微生物
中温好氧的细菌和真菌 好热性的细菌、放线菌和真菌 嗜热高温细菌和放线菌
微生物在堆肥中的作用与演替 : 通常，参与好氧堆肥的微
生物是附着在垃圾上的本底微生物。堆肥发酵是分批进行，每
一批垃圾上附着的微生物数量有限，而且每一批的数量都不一
含不同成分的废气选用的处理工艺，了解分解含硫恶 臭物质的微生物及其代谢，分解挥发性有机物的微生物。
第一节 有机固体废物的微生物处 理及其微生物群落 第二节 废气的生物处理
第一节 有机固体废物的微生物 处理及其微生物群落
有机固体废物(亦称垃圾)来自各种生活废物如厨余(食物废料 和残余)、丢弃的包装纸、塑料袋、废旧纸张和破布等。随着副食 品加工工业的发展和菜场供应的革新，菜渣、烂瓜果日益增多，城 市居民每日丢弃的生活垃圾量也日益增多。有机固体废物的种类也 发生变化，旧衣物、鞋、玻璃瓶、电池、破席等，见表11-1。
微生物技术在废气处理中的应用研究
微生物技术在废气处理中的应用研究随着城市化进程的加速，生活垃圾、工业废渣等废弃物排放量逐年增加，废气的处理成为一项重要的环境保护任务。
在废气处理技术中，微生物技术作为一种生物降解技术被广泛应用。
微生物可以利用废气中的有机物为生长发酵种群提供营养，从而降解污染物，降低废气中有害物质的含量，减少对环境的污染，同时还能降低废气处理成本。
一、微生物技术在废气处理中的原理微生物技术主要利用微生物学的原理和方法，通过培养和利用微生物将有机物和无机物转化为利用价值的物质或转化为无毒无害的物质。
在废气处理中，微生物技术主要应用了两种降解过程：一种是微生物通过正常生长代谢将废气中的有机物转化为无机物，如二氧化碳和水，实现废气的净化；另一种是废气中的有机物被微生物转化为有利生产的物质，如生物质燃料、化学品等，实现废气的资源化利用。
二、微生物技术在生物滤池中的应用生物滤池是一种常用的微生物处理废气的技术。
生物滤池利用生物膜附着在填料表面的微生物对废气中的有机物进行氧化还原反应，最终将有机物转化为水和二氧化碳等无机物。
生物滤池具有处理效率高、操作稳定、投资和运行成本低等特点，常应用于工业废气处理中。
三、微生物技术在生物反应器中的应用生物反应器是一种包含生物体系的设备，可利用微生物代谢特性或微生物细胞对物质进行转化和代谢。
微生物技术在生物反应器中的应用较广泛，包括生物膜反应器、悬浮生物反应器、曝气池等。
这些反应器可将废气中的有机物转化为无害物质，并可减少废气中硫化氢、氨气等有害物质的含量。
四、微生物技术在污染物吸附、转化中的应用微生物技术不仅可以将废气中的有机物转化为无害物质，还可以通过污染物吸附和转化实现废气的净化。
如微生物在对酚吸附过程中，可产生芳香羟基化酶及过氧化物酶等，通过氧化反应，将废气中的有机物转化为无害物质。
五、微生物技术的应用前景微生物技术在废气处理中的应用具有广阔的发展前景。
其不仅可较为彻底地降解有害物质，满足环境保护要求，而且处理效率较高，成本相对较低，具有良好的经济效益。
微生物生物技术在废气处理中的应用
微生物生物技术在废气处理中的应用第一章：引言废气处理是当前一个重要的环保领域，环境污染对健康和生态造成了严重影响。
微生物生物技术的应用能够有效地处理废气，因为微生物可以快速将污染物转化为无害的物质。
在废气处理中，微生物生物技术已经成为一种主要的技术展示，并逐渐被广泛应用。
第二章：微生物生物技术的应用微生物生物技术通过利用微生物对有机物进行生物降解，将废气中含有的一系列有害物质得以有效地降解和转化为更为稳定的气态物质，如二氧化碳、水和溶于水中的盐酸等。
微生物生物技术的主要特点是可以在一定条件下迅速、高效地处理废气，并且该技术有较高的稳定性和重复性。
下面就是微生物生物技术在废气处理中的应用。
第三章：微生物生物技术在有机物降解方面的应用微生物生物技术在废气处理中的主要功能是对污染某物的有机物进行分解。
在这一方面，微生物生物技术成为了一种有效的工具。
一种典型的应用是利用微生物分解污染物，包括丙烯和丁烯等不同种类的有机物。
利用微生物, 可以使污染物分解为可转化的产物，使之成功降解，减少了对环境的污染和各种隐患。
第四章：微生物生物技术在脱硫方面的应用微生物生物技术在脱硫方面也被广泛应用。
燃煤在工业生产、家庭生活中应用很广泛，但同时也伴随着严重的大气污染问题，污染物主要是SO2气体。
对于SO2气体的处理，目前主要分为化学法和生物法。
在化学法中，一般采用CaHCO3对污染物进行吸收，这种方法在处理SO2气体时会产生大量的废水和固废对环境造成一定污染。
与之相比，生物法处理SO2气体天然环保，未产生二次污染，所以微生物生物技术中可以应用微生物脱除废气中的SO2气体。
第五章：微生物生物技术在氮氧化物处理方面的应用微生物生物技术在氮氧化物的处理方面也有广泛的应用。
NO和NO2等氮氧化物是造成酸雨的重要成分之一。
微生物的降解作用可以将NOx氮氧化物转化不同的物质，如NH3、N2、N2O等；同时，这些降解下来的产物并不毒害环境。
废气的生物处理
五、主要影响因素
3、pH 生物反应器水相pH 6-9，降解含氯、氮、硫的化 合物时，会有酸的积累。可在液相中加碱或加缓 冲物质调节。
4、其他因素 污泥浓度、溶解氧、营养盐等。
· 六、应用及工艺
（一）含硫恶臭污染物的净化
如H2S、甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫醚 和二甲基亚矾等。有许多细菌能对含硫恶臭污染 物进行净化。主要是硫杆菌属和硫磺菌属。
生物滴滤法
有机废气
循环液
生物法工艺比较
（二）微生物对无机废气的处理
■ 适合于微生物处理的无机废气污染组分主要有：氨 和硫化氢、SO2和NOx。
■ 作将用NH将3溶其于氧水化中成成NNOH2-4和+，N通O3-入。生物滴滤池，利用硝化
■ SO2先吸附并与NaOH反应转化成亚硫酸盐，再由 硫酸还原菌将其转化为H2S,最后用硫醚杆菌将H2S 转化为元素硫。
· 污染物气体与水接触,由气相转入液相或固相表面的液 膜中；
· 污染物在液相或固相表面被微生物吸附或吸收在生物体 内，当溶液流经填料表面时，溶解在水中的气态污染物 被栖息在填料上的生物所吸附，由液相转移到生物相， 此阶段遵循一般生物化学反应速度。
· 传质速率取决于填料表面的物理性质、挥发性物质的性 质及浓度。技术开发主要强化传质和控制有利于转化的 反应过程。
· 污染物气体与水接触,由气相转入液相或固相表面的液 膜中；
· 污染物在液相或固相表面被微生物吸附或吸收在生物体 内，当溶液流经填料表面时，溶解在水中的气态污染物 被栖息在填料上的生物所吸附，由液相转移到生物相， 此阶段遵循一般生物化学反应速度。
· 传质速率取决于填料表面的物理性质、挥发性物质的性 质及浓度。技术开发主要强化传质和控制有利于转化的 反应过程。
微生物与环境污染微生物在工业废水和废气处理中的应用
微生物与环境污染微生物在工业废水和废气处理中的应用工业生产过程中产生的废水和废气是一种严重的环境污染源。
为了减少这些污染物对环境的危害，科学家们研究出了一种利用微生物来处理废水和废气的方法。
微生物在工业废水和废气处理中具有广泛的应用，能够高效地降解有机物质、除去有毒气体，并减少对环境的二次污染。
1. 微生物在工业废水处理中的应用工业废水中含有各种有机物质和无机盐，这些物质对水资源和环境造成了严重的污染。
微生物在工业废水处理中可以通过生物降解的方式将有机物质分解为无害的物质。
例如，利用厌氧微生物可以将有机废物转化为甲烷气体，称为沼气，用于发电或供热。
同时，利用好氧微生物可以将有机废物转化为二氧化碳和水，达到净化水质的目的。
2. 微生物在工业废气处理中的应用工业废气中常常含有一些有毒气体，例如二氧化硫、氮氧化物等。
这些有毒气体是大气污染的主要来源之一。
为了减少这些有害气体对环境的危害，科学家们研究出了一种利用微生物来处理工业废气的方法。
通过将废气与适宜的微生物接触，微生物能够利用废气中的有机物质进行生长和代谢，同时吸附和分解有毒气体。
这种方法可以减少废气中有毒气体的浓度，达到净化废气的目的。
3. 微生物处理与传统方法的比较与传统的化学处理方法相比，微生物在工业废水和废气处理中具有许多优势。
首先，微生物处理过程对环境造成的二次污染较小，废物处理成为了资源回收的可能。
其次，微生物处理方法操作简单、成本低廉，适用于大规模工业生产。
此外，微生物在处理过程中具有一定的适应性和稳定性，能够适应不同的废水和废气组成，延长处理设备的使用寿命。
综上所述，微生物在工业废水和废气处理中具有重要的应用价值。
通过利用微生物的降解和转化能力，可以高效地降解有机物质、净化废水和废气。
此外，微生物处理方法具有环境友好、节能降耗的优势，对于缓解工业污染、保护生态环境具有重要意义。
因此，进一步研究和开发微生物处理技术，加强微生物与环境污染之间的关联研究，将有助于实现可持续发展的目标，构建美丽中国。
【环境课件】第十一章 有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落
(三）挥发性有机物的生物处理
挥发性有机物的生物处理设备较多的是生物滴滤池法。
卫生填埋场
深圳下坪垃圾填埋场
防渗层铺设
生
防 渗
活 垃
衬圾
层卫铺设防渗膜
第二节 废气的生物处理
一、废气的处理方法
废气的处理方法有物理和化学的方法，如吸附、吸收、氧化 及等离子体转化等。也有生物法，生物法是最经济有效的方法。
生物净化有植物净化法和微生物净化法。
植物净化法就是利用植物吸收和转化大气中的污染物，包括二 氧化碳，放出氧气清洁空气。
第十一章 有机固体废弃物与废气的 微生物处理及其微生物群落
垃圾堆肥工艺流程图
用于堆肥的垃圾中的有机质
堆肥产品存在的问题
• 肥效低：混合收集；大量的街道清扫渣土；玻璃； 废电池；小石子，等等。
• 成本高：大量的前处理：人工分拣、磁选、破碎、 筛分、风力分选，等等；
• 因地制宜：烟叶、大白薯、瓜果种植。
堆 肥 产 品 及 包 装
二、卫生填埋法及渗滤液
卫生填埋法是在堆肥法的基础上发展起来的，其处理原理与厌 氧堆肥原理相同，均利用好氧微生物、兼性厌氧微生物和厌氧微 生物处理。
卫生填埋要求采取各种预防措施，以尽量减少填埋场地对周 围环境、大气和地下水源的污染。
卫生填埋场示意图
卫生填埋场
重庆长生桥垃圾填埋场
微生物净化法是利用处理装置对气态污染物进行处理，如生 物吸收池、生物洗涤池、生物滴滤池和生物过滤池。
生物吸收装置流程
二、 含硫恶臭污染物及NH3、CO2的微生物处理
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（二）垃圾处理技术 治本措施（源头上减量） 解决垃圾问题 治标措施（处理技术） 卫生填埋技术 垃圾处理技术 堆肥处理技术 焚烧处理技术 综合处理技术 *在我国，卫生填埋占70%以上；堆肥占20%以上
3、降温阶段： 高温阶段之后，只剩下部分难分解有机物。此时 微生物活动减弱，产热量减少，温度逐渐下降。中温 微生物又成为优势种。残余物质进一步分解，腐殖质 积累不断加大。该阶段时间一般为1-3天。
4、腐熟阶段： 该阶段，堆肥物质逐步进入稳定化状态。耗氧量 大大减少，含水量也降低，堆肥物孔隙增大，氧扩散 能力增强，此时只需自然通风。 腐熟阶段一般为20-30天。
好氧堆肥过程
（二）影响好氧堆肥的主要因素（工艺参数）
1、C/N： (25-30) : 1 为宜. 2、通风量： 0.05-0.2 m3/min.m3 3、湿度： 30℃时，含水率应在45%左右； 45℃时，含水率应在50%左右； 4、颗粒度: 物料颗粒的平均适宜粒度为12-60mm 5、pH: 一般不必调整。
2、高温阶段： 当温度升高到50℃以上，嗜热细菌、嗜热真菌和 放线菌开始强烈分解复杂有机物（如纤维素、半纤 维素等）；当温度升高至60℃，嗜热真菌停止活动， 继续由嗜热细菌和放线菌分解纤维素和半纤维素。当 温度升至70℃，致病菌和虫卵被杀死，一般的嗜热 细菌和放线菌也停止活动。该阶段产生大量腐殖质， 温度一般为50-70℃，时间一般为3-8天。
（三）好氧堆肥工艺
静态堆肥工艺（类似分批培养） 动态堆肥工艺（类似连续培养） 一次性堆肥工艺（在一个装置中完成全过程） 二次性堆肥工艺（在两个装置中完成全过程）
三、卫生填埋技术（Sanitary Landfill）
利用天然凹地，采用防渗、排水导气等措施，将垃 圾按填埋单元进行堆放。通过微生物的活动实现垃圾中 有机物降解并产生沼气，同时产生垃圾渗滤液，直至垃 圾达到稳定。 垃圾填埋场主要由以下三部分组成： （1）底部衬垫系统； （2）顶部封盖系统； （3）排液排气设施；
二、堆肥技术（Composting） 利用各种微生物，有控制地促进可生物降解 的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。 厌氧堆肥技术 好氧堆肥技术（高温堆肥技术）
（一）好氧堆肥原理 在好氧微生物的作用下, 堆肥过程中有机物质 发生复杂的变化, C/N逐渐降低, 微生物组成也发生 改变。整个堆肥过程可分为4个阶段： 1、中温阶段： 堆肥初期，中温好氧细菌和丝状真菌利用垃圾 中易分解有机物（糖类、蛋白质、脂肪）旺盛繁 殖，同时放出热量。该阶段温度一般为15-50℃， 时间一般为1-3天。
第2章 微生物与固废、废气处理 2.2 废气的微生物处理技术
物化法 植物净化法 生物法 微生物净化法
一、废气微生物处理的原理
1、废气首先由气相经传质过程进入到液相或固相 表面液膜中。该过程可用下式表达： F = Ka . (C’ – C) C’ = Cg/H
F : 气体传递速率 Ka : 传质系数 C : 液相中的浓度 H : 亨利常数 C’ : 与气相平衡时液相中的浓度
2、污染物在液相或液膜中被微生物吸附和降解，产生 的代谢产物一部分用于合成菌体，一部分进入液相， 还有一部分（如CO2）进入到空气中参与物质循环。 废气中污染物通过上述过程不断减少，从而得到净化。
二、废气微生物处理的主要影响因素（工艺参数）
1、湿度 在生物滤池中填料的最佳含水量为40-60% （质量比）。过高则水分充满了滤料孔隙，减少 了气体停留时间，同时也会增加阻力；湿度过低 则滤层会发生老化，微生物活性降低。 2、温度
（一）典型工艺流程
（二）卫生填埋的微生物学原理
卫生填埋的微生物活动可分为4个阶段： 1、好氧分解阶段 在初始阶段，因为垃圾倾倒带入大量空气，好氧 微生物水解高分子有机物，再经好氧呼吸产生CO2、 H2O、NO3-、SO42-以及一些简单有机物。当氧气耗 尽时进入厌氧阶段。
2、厌氧分解不产甲烷阶段 发酵细菌和产氢产乙酸菌，将上段生成的有机物厌氧 转化为乙酸、H2 /CO2；一部分微生物进行无氧呼吸将 NO3-、SO42-等还原为NH3、H2S等。 3、厌氧分解产甲烷阶段 产甲烷菌将上段生成的乙酸、H2 /CO2转化为甲烷。 4、稳定产气阶段 此阶段稳定地产生沼气。其中，甲烷约占55-70%， CO2占30-40%左右，其余为少量的NH3、H2S等气体。
卫生填埋过程
（三）影响填埋场垃圾降解的主要因素（工艺参数） 垃圾填埋场可看作一个庞大的厌氧生物反应器， 影响该反应器效率的因素很多，除了厌氧发酵的影 响因素外，至少还包括： 1、垃圾组成
如：厨房类垃圾的降解速度快；人工合成的高分 子类垃圾的降解速度非常慢。
2、水分 产沼气最佳含水率为50-60%，过高的含水率会 形成大量高浓度的渗滤液而导致沼气产量减少。
在6-9为宜。 在降解一些含氯、氮、硫的化合物时，会有酸积 累，可加碱调节或定期冲洗和排放； 处理H2S的微生物在pH2.5-3.5时仍可正常运行。 4、其他因素 MLSS、DO、污泥驯化与否、营养盐的投加 等均会影响废气生物处理的效率。
（四）填埋工艺新进展 传统填埋场的垃圾稳定化过程较长，有时长达 数十年。其主要原因是填埋场内微生物活性低。 1、渗滤液回流工艺 一是增加了填埋体内水分，促进了微生物代谢； 二是使渗滤液中未被分解的有机物以及有毒有害物质 得以进一步生物降解。
2、供氧的填埋工艺 （1）微好氧填埋工艺 增大排气和排水管径，有利于空气进入，从而 扩大了填埋层的好氧区域，促进了有机物分解。 （2）好氧填埋工艺 增设鼓风设备，强制通风以扩大好氧区域。 生物降解率明显增加，但运行成本很高。