固体废物生物处理技术
固体废物处理技术研究
固体废物处理技术研究1. 引言固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的，丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态物品、物质。
随着经济的快速发展和城市化进程的加快，固体废物的产生量逐年增加，固体废物的处理和处置问题日益突出。
因此，研究固体废物处理技术对于保护环境、促进可持续发展具有重要意义。
2. 固体废物处理技术概述固体废物处理技术主要包括减量化、资源化和无害化三种方式。
2.1 减量化技术减量化技术是指通过改变生产方式、提高资源利用效率等手段，减少固体废物的产生量和排放量。
主要包括：- 生产过程优化：通过改进生产工艺和技术，减少废物的产生。
- 废物的回收和利用：通过物理、化学或生物方法回收废物中的有价物质，实现废物资源化。
2.2 资源化技术资源化技术是指将固体废物中的有价物质进行回收、处理和再利用，实现废物的资源化。
主要包括：- 物理方法：如筛选、磁选、浮选等，用于分离废物中的有价物质。
- 化学方法：如浸出、电解、催化等，用于提取废物中的有价元素。
- 生物方法：如微生物发酵、堆肥等，用于转化废物为有机肥料或其他有价值的产品。
2.3 无害化技术无害化技术是指将固体废物中的有害成分进行处理，降低其对环境的污染风险。
主要包括：- 高温焚烧：通过高温焚烧，将废物中的有机物质转化为灰烬和气体，消除有害病菌和病毒，减少废物体积。
- 填埋：将废物埋入专门设计的填埋场中，通过压实、覆盖等手段，减少废物对环境的污染。
3. 固体废物处理技术研究进展近年来，我国固体废物处理技术研究取得了一定的进展，主要包括：- 废物分类和资源化：通过废物分类，实现废物的精细化管理和高效资源化。
- 生物处理技术：利用微生物的代谢能力，转化固体废物为有价值的产品。
- 纳米技术：利用纳米材料的特殊性能，提高固体废物的处理效率。
4. 固体废物处理技术发展趋势固体废物处理技术的发展趋势主要包括：- 全过程管理：强调废物产生、收集、运输、处理和处置全过程的管理，提高废物处理的整体效率。
固体废物的生物处理.ppt
(nx
ny 4
nz 2
5x)O2
（C细5H胞7 N质02）＋（n
5)CO2
ny 2
4
H
2O
能量
c. 细胞质的分解反应(decomposition reaction)
• 细胞质的分解反应是细胞质内源呼吸所引起的反应：
C5 H 7 NO2 5O2 5CO2 2H 2O NH 3 能量
嗜热性微生物（细菌、放线菌和真菌的一些群落）；分 解残留可溶性物质，纤维素、半纤维素、蛋白质，温度 ↗45~70℃，可有效杀灭虫卵和病原菌
好
嗜温性微生物为主，残余有机物 被分解，腐殖质不断积累，温度
氧
↘40 ℃左右
堆
肥
过
程
微生物进入一个新环 嗜温性细菌、酵母菌、放线菌为主，分解最 境，微生物适应环境 易分解的可溶性物质——淀粉、单糖、蛋白 过程，温度不升高。 质等，产生大量热能，温度↗45℃
堆肥化过程(composting process)
Ca HbOc Nd
ny
2S 2
r
c
O2
nCwH xOy N zFra biblioteksCO2
rH 2O
(d
nx)HN3
能量
式中：S＝a nw
r 0.5 • b nx 3(d nx)
若有机物完全分解，则反应式表示为：
Ca H bOc N d
a
b 3d 4
C 2
O2
aCO2
b 3d 2
H 2O dHN3
解反应可表示为：
Cs H t N u Ov aH 2O bO2 Cw H x N y Oz CH 2O(堆肥) ＋dH 2O(气) eH 2O(水) fCO2 gNH 3 能量
污水处理中的固体废物处理技术
污水处理中的固体废物处理技术随着城市化进程的快速发展和人口数量的增加，城市污水处理成为一项重要的环境保护工作。
然而，污水处理过程中产生的固体废物对环境和人类健康构成潜在威胁。
因此，开发高效、可持续的污水处理中的固体废物处理技术至关重要。
本文将介绍几种常见的固体废物处理技术，包括物理处理、化学处理和生物处理。
一、物理处理技术物理处理技术通过物理方法将固体废物与水分离。
最常见的物理处理技术是沉淀和过滤。
首先是沉淀技术。
沉淀是利用重力使固体废物沉降到底部的过程。
在污水处理中，通常使用沉淀池或沉降池。
污水进入沉淀池后，因为其流速减慢，固体颗粒会逐渐沉淀到底部，形成污泥。
然后，清水通过上部管道排出。
污泥可以进一步处理或作为肥料利用。
其次是过滤技术。
过滤是利用过滤介质阻挡固体废物颗粒的过程。
在污水处理中，常见的过滤介质包括沙子、碳和纤维等。
污水经过过滤介质时，固体颗粒会被拦截，而水分则通过。
这种方法可以去除较小颗粒的固体废物，提高水质。
二、化学处理技术化学处理技术通过使用化学物质与固体废物发生反应，将其转变为无害物质或减少其对环境的影响。
在污水处理中，常用的化学处理技术包括絮凝和氧化。
絮凝是将化学絮凝剂加入污水中，与固体废物发生反应，形成絮凝物的过程。
絮凝剂可以改变固体废物的表面电荷，使其相互吸引并形成较大的絮凝物。
这种方法可以使固体废物易于沉淀或过滤，提高固体废物的处理效果。
氧化是利用氧化剂对固体废物进行氧化还原反应，将其转变为无害的物质。
常见的氧化剂包括氯和臭氧等。
氧化可以使有机物质降解为无机物质，减少其污染性。
三、生物处理技术生物处理技术利用微生物的生命活动将固体废物分解或转化为无害物质。
生物处理技术分为附着生物处理和悬浮生物处理两种方式。
附着生物处理是将微生物附着在固体废物表面，通过其代谢活动将废物分解为无害物质。
最常见的附着生物处理技术是生物膜反应器。
在生物膜反应器中，微生物通过附着在废物表面形成的生物膜，分解有机物质并转化为二氧化碳和水等无害物质。
第五章-固体废物生物处理
例 固体废物好氧反应需氧量的计算。试计算氧化1000kg 有机固体废物的理论需氧量，已知：有机废物化学组成式 为C31H50NO26，反应后的残余物为200kg，残余有机物 的化学组成式为C11H14NO4，堆肥过程表示如下：
解：1、确定树叶和污泥的C、N量： 1kg树叶：干物质= 1*(1-50%)=0.5kg
N=0.5*0.7%=0.0035kg C=0.0035*50=0.175kg
1kg污泥：干物质=1*(1-75%)=0.25kg N=0.25*5.6%=0.014kg C=0.014*6.3=0.0882kg
2、堆肥的增产作用
增加土壤养分 提高农作物产量：10-30%
目前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；
第三节 固体废物的厌氧消化处理
1、厌氧消化定义
厌氧消化是指在厌氧状态下，利用厌氧微 生物，有控制地使废物中可生物降解的有 机物转化为CH4、CO2和稳定物质的生物化 学过程
好 氧 堆 肥 过 程
适应新 环境
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↘
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℃
三、堆肥化的影响因素及其控制
影
有机物含量
响
因 含水率
素
供氧量
含水率低于30%，分解速度缓慢，当水分低于 12%，微生物停止繁殖； 含水率超过65%，水会充满颗粒间空隙，使空气 含量减少，堆肥由好氧转向厌氧，温度急剧下降， 形成发臭的中间产物。
固体废物处理处置生物技术
01
高温阶段 堆肥温度上升到50℃以上时，即进 入堆肥过程的第二阶段一高温阶段。温 度上升到60℃时，真菌几乎完全停止活 动，温度上升到70℃以上时，对大多数 嗜热性微生物己不适宜，微生物大量死 亡或进入休眠状态，除一些孢子外，所 有的病原微生物都会在几小时内死亡， 其它种子也被破坏。
03
腐熟阶段 堆肥进入腐熟阶段，降温 后，需氧量大大减少，含水量 也降低，物料间隙率增大，氧 扩散能力强，此时只需自然通 风。
主发酵
主发酵可在露天或发酵装置内进行，通过翻堆或强制通风向堆积层或发酵装 置内的物料供给氧气。
发酵初期物质的分解是靠嗜温菌30－40℃为最适宜生长温度进行的，由于堆 温上升，最适宜温度为45－65℃的嗜热菌取代嗜温菌，堆温进入高温阶段。通常， 在严格控制通风量的情况下，将堆温升高至开始降低为止的阶段作为主发酵阶段。 对以生活垃圾为主体的城市垃圾和家畜粪便好氧堆肥而言，其主发酵期约为4－ 12天。
分批式发酵设备
餐厨废弃物处理厂生化处理车间
厌氧发酵
在无氧条件下，厌氧微生物将有机废弃物（包括城市垃圾、人畜粪便、植 物秸秆、污水处理厂的剩余污泥等）进行厌氧发酵，制成有机肥料，使固体废弃 物无害化的过程。
厌氧堆肥的原理和废水厌氧消化原理相同。不同的是：废水厌氧消化 是液体发酵，厌氧堆肥是固体发酵，其发酵过程如下所示： 有机物质+厌氧菌+二氧化碳+水→甲烷+氨+脂肪酸+乙醛+硫醇+硫化氢
4. 好氧堆肥的优点
好氧堆肥分解有机物快，产热量大，堆肥升温快而能保持高温时间长，可有效 杀死致病微生物和虫卵。
腐熟速率快，腐熟程度高， 除臭效果好, 异臭物质如氨、硫化氢和硫醇在好氧条件下转化为无臭味的氧化
固体废物管理的最新技术
固体废物管理的最新技术在如今全球环境问题日益严重的背景下，高效、可持续的固体废物管理变得尤为重要。
传统的固体废物处理方法如填埋和焚烧已经不能满足现代社会的需求，因此人们不断研发和应用新的技术来解决这个问题。
本文将探讨固体废物管理领域的最新技术，并讨论其在环境保护和可持续发展方面的作用。
一、生物降解技术生物降解技术是利用微生物的作用来降解固体废物的一种方法。
通过将废物与特定微生物接触，这些微生物会分解废物中的有机物质，将其转化为可再利用的物质。
生物降解技术不仅能有效地消除固体废物的污染，还能产生有机肥料和生物能源等有益副产物。
这种技术是固体废物管理中的一大突破，为环境保护提供了可持续的解决方案。
二、回收和再利用技术回收和再利用技术是在固体废物管理中被广泛应用的一种技术。
通过识别和分离废物中可以再利用的物质，如纸张、塑料、金属等，废物可以被重新加工和制造成新的产品。
此外，回收和再利用技术也可以通过废物的质量和能源转换来获得经济效益。
这种技术减少了对新材料的需求，节约了资源，同时也减少了废物对环境的影响。
三、热解和气化技术热解和气化技术是一种将有机固体废物转化为气体或液体燃料的方法。
这些技术通过高温反应将固体废物分解成不同的化合物，生成可再利用的气体或液体燃料。
热解和气化技术不仅能够减少固体废物的体积，还能产生清洁能源。
这种技术在能源回收和减少温室气体排放方面具有重要的意义，并为可持续发展提供了可能性。
四、电子废物管理技术电子废物是固体废物管理领域的一个重要问题，因为电子废物中含有大量的有毒物质和重金属。
电子废物管理技术是为了解决这种问题而开发的一种专门处理电子废物的技术。
这些技术包括回收和再利用电子废物中的有用物质，如金属、塑料和玻璃，并进行环保处理，以减少对环境的污染。
综上所述，固体废物管理的最新技术是多样化且具有可持续发展的特点。
生物降解技术、回收和再利用技术、热解和气化技术以及电子废物管理技术都为固体废物管理提供了有效的解决方案。
固体废物的生物处理
有机物的厌氧发酵分解
细胞物质 CO2、CH4 等、能量
一、厌氧消化原理
两段理论（重点）
将厌氧发酵分为产酸（酸性发酵）和产气（碱性发 酵）两个阶段，相应起作用的微生物分为产酸细菌和 产甲烷细菌。如下图所示
一、厌氧消化原理
二、好氧堆肥的工艺（重点）
1、前处理 以城市生活垃圾为堆肥原料时,包括破碎、分选、筛分 等工序 ；以家畜粪便、污泥等为堆肥原料时，主要任 务是调整水分和碳氮比，或者添加菌种和酶制剂，以促 进发酵过程正常或快速进行。 降低水分、增加透气性、调整碳氮比的主要方法是添 加有机调理剂和膨胀剂。 2、主发酵（一次发酵） 将堆肥化物料温度升高到开始降低为止的阶段，称为主 发酵阶段（或主发酵期）。堆肥过程的中温阶段和高温 阶段，时间约4～12天。
评估成熟堆肥的常用方法、指标和参数
化学方法 ⑤腐殖质：用NaOH提取的腐殖质(HS)可分为胡敏 酸/腐殖酸(HA)、富里酸(FA)及未腐殖化的组分 (NHF)。堆肥开始时一般含有较高的非腐殖质成分 及FA，较低的HA，随着堆肥过程的进行， FA保持 不变或稍有减少，而HA大量产生，成为腐殖质的主 要部分。 一些腐殖质参数相继被提出，如腐殖化指数(HI)： HI=HA/FA；腐殖化率(HR)：HR=HA/(FA+NHF) 。 当HI值达到3，HR达到1.35时堆肥已腐熟。
堆肥发酵周期的长短是评价堆肥工艺好坏的一个 重要指标。碳氮比、通风量、温度和水分等是否处 于最佳条件均能使发酵周期受到直接影响。传统的 静态堆肥法，依靠自然通风和翻堆来实现好氧堆肥 的全过程，因此，发酵周期需时2~3个月，有时甚至 长达半年。而目前一些高效快速动态堆肥技术，可 使堆肥发酵周期控制在7d以内，有的一次发酵时间 仅需2~3d。
固体废弃物处理和处置技术
固体废弃物处理和处置技术问题背景我们生活在一个工业化发展迅速的时代，生活质量得到了很大提高，但与此同时，固体废弃物的产生也越来越多，这就给环境带来了巨大的压力。
虽然人们已经开始关注固体废弃物的问题并采取了一些措施来解决这个问题，但是现在仍然有许多地区固体废弃物处置不当，这导致生态环境的破坏和人类健康的威胁。
固体废弃物是指各种含有有毒有害物质、不可降解物质和可降解物质的固体废物。
这些废物的来源非常广泛，包括生活垃圾、工业废渣、建筑废料、医疗废弃物等。
这些废物的数量在不断增长，如何处理和处置这些废物已经成为当今社会面临的一个严重问题。
固体废弃物的处理和处置技术处理和处置技术是解决固体废弃物问题的关键。
在目前的技术水平下，我们可以利用以下几种处理和处置技术来对固体废弃物进行处理：1. 垃圾填埋技术垃圾填埋技术是目前最常用的固体废弃物处理方式之一。
这种技术将废物埋在土中，使其逐渐降解并变成肥料。
但是，垃圾填埋也存在一些问题，比如废弃物里的有害物质可能渗出到土壤和水源中，对环境造成极大危害。
2. 焚烧技术焚烧技术把固体废弃物转化为灰烬和烟气，并且可以通过热能回收来产生电力。
这种技术可以大大缩小垃圾的体积，但是会产生有害气体和二噁英等有害物质，这对环境和人类健康造成威胁。
3. 生物处理技术生物处理技术将废物降解为肥料和二氧化碳，这种技术对环境影响小，并且可以提供有机肥料。
但是，生物处理需要一定的时间，同时对环境温度、湿度等条件也有较高的要求。
4. 回收利用技术回收利用技术将废物进行分类、清洗和加工，使其变成可再使用的物质，如金属、塑料、玻璃等。
这种技术可以降低废物的数量，减少对环境的影响。
综合利用以上几种技术，可以针对不同类型的固体废弃物采取不同的处理和处置技术，以达到最佳处理效果。
未来展望固体废弃物处理和处置技术在未来还将继续发展。
有可能会出现更加先进、高效又环保的技术，如利用太阳能和人工智能等技术来处理废物。
固体废物生物处理
搅拌翻堆设备
强制通风式固定垛发酵工艺（Aerated static pile）
该工艺与前者不同之处就在于物料在堆肥过程中不需要翻堆， 氧气的供应是通过机械鼓风或抽风方式来提供，该工艺在污泥堆 肥中应用非常普遍,其流程如图2-8所示。
具体做法
① 将脱水污泥与蓬松剂混合，体积比可为1:1, 1:2, 1:3； ② 在堆肥场地上铺设小木块或蓬松剂约20cm； ③ 在上述基础上，将污泥与蓬松剂的混合物堆成高约1.5～2M的垛； ④ 将垛的表面覆盖一层过筛后的堆肥产物(厚约20cm)或覆盖一层塑料
那些固体废物可进行生物处理？
无奈的处置方法——污泥的堆存
城市垃圾 污 泥
Continued
秸 秆 类
畜
禽
粪
便 类
中药药渣类
锯 木 屑
那些固体废物可进行生物处理(续）
此外，也有一些虽不是有机废物，但也能通过微生 物的直接与间接作用，去除其有害成分或通过生物处 理回收有益成分，从而达到废物资源化。如重金属或 有机物（如石油）污染的土壤、金属尾矿等。
#
Bacteria
Mesophilic
108
106
1011
6
Thermophilic
104
109
107
1
Actinomycetes
Thermophilic
104
108
105
14
Fungi
Mesophilic
106
103
Thermophilic
103
107
105
18
106
16
第三节 工艺装置
搅拌翻堆条垛式发酵工艺（Windrow composting）
固体废物的处理处置技术
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
固体废物的处理处置技术
固体废物的处理是指将固体废物转变成适于运输、利用、贮存或最终处置的过程。
固体废物的处置时固体废物污染控制的末端环节，是解决固体废物的归宿问题。
固体废物的处理技术可以分为：物理处理、化学处理、热化学处理、生物处理、固化/稳定化处理等。
一、物理处理
物理处理是通过浓缩或相变化改变固体废物的结构，使之成为便于运输、贮存、利用或处置的形态。
包括压实、破碎、分选、增稠和吸附等。
二、化学处理
花絮俄处理时通过化学方法破坏固体废物中可降解的有机物，使其达到无害化。
包括氧化、还原、中和、化学沉淀等。
三、生物处理
生物处理是通过微生物分解固体废物中可降解的有机物，使其达到无害化或综合利用。
主要有好氧堆肥、厌氧消化等。
四、热处理
热处理是通过高温破坏和改变固体废物的组成和结构，从而使其达到减量化、无害化和综合利用的目的。
主要有焚烧、热解、焙烧和烧结等。
固体废物的其他生物处理技术
（1）农业废弃物的种类及性质
农业废弃物主要是指各种农作物的秸秆、皮壳、藤蔓、牧草残渣、树叶、花卉残枝、 蔬菜瓜果等。农业废弃物均属于碳水化合物，其主要成分有纤维素、半纤维素、木 质素、戊聚素等，此外还含有一定量的粗蛋白、粗脂肪等。例如，作物残体一般含 纤维素30%～45%，半纤维素16%～27%，木质素3%～13%。因此，农业废弃物都 能被蚯蚓分解转化，而形成优质有机肥料。
（2）农业废弃物的蚯蚓处理
①农业废弃物的发酵腐熟
a.废弃物的预处理:将杂草树叶、稻草、麦秸、玉米秸秆、高粱秸秆等 铡切、粉碎成1厘米左右；蔬菜瓜果、禽畜下脚料要切剁成小块，以利于发 酵腐烂。 b.发酵腐熟废弃物的条件: 第一，良好的通气条件。第二，适当的水分。 第三，微生物所需要的营养。第四，料堆内的温度度。第五，料堆的酸碱 度。
蚯蚓处理生活垃圾的工艺流程
蚯蚓处理生活垃圾的物料配比
城市生活垃圾及特点：有机物含量相当高，最高超过80％，最低30％左右
蚯蚓以垃圾中腐烂的有机物质为食 决定
垃圾中有机质含量
蚯蚓生长繁殖是否正常
研 究 表 明
城市生活垃圾中有机成分比例小于40％时，
就会影响到蚯蚓的正常生存与繁殖。
二、农业废弃物的蚯蚓处理技术
利用蚯蚓处理固体废弃物的优点及其局限性 1、优点 ①其过程为生物处理过程，无不良环境影响，对 有机物消化完全彻底，其最终产物较单纯堆肥具有 更高的肥效； ②使养殖业和种植业产生的大量副产物能合理地 得到利用，避免资源浪费； ③对废弃物减容作用更为明显，室验表明，单纯 堆肥法减容效果一般为15%-20%，经蚯蚓处理后， 其减容效果可超过30%； ④除获得大量高效优质有机肥外，还可以获得由 废弃物中生产的大量蚓体。
固体废物的处理与处置(微生物分解)
是在没有游离氧情况下，利用厌氧微生物新陈代谢
作用使固体有机质降解、转化成简单、稳定的化合物，
同时放出能量（其中大部分能量以CH4的形式出现），仅 少部分有机物转化成新的细胞质组分，减量化和资源化
效果明显。
4
第三节 固体废物好氧堆肥技术
一、基本概念 二、原料来源及质量控制 三、好氧堆肥原理 四、好氧堆肥过程技术参数及控制 五、好氧堆肥工艺过程 六、好氧堆肥方法及设备 七、堆肥腐熟度及其质量标准
固体废物微生物分解技术
知识点：固体废物的生物处理技术基本方法及一般原理、 堆肥化处理技术的生物机理、工艺流程原理、技 术参数及控制、堆肥产品质量控制标准与平定方 法、厌氧发酵技术原理、技术参数及控制方法、 厌氧发酵器选型及结构设计、厌氧发酵产物与利 用。
重 点：好氧中高温堆肥化工艺原理与过程控制技术和 方法、厌氧发酵处理的技术原理、生物化学机理、 技术参数及控制方法。
5
一、好氧堆肥（composting）定义
（聂永丰）：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 物向稳定的腐殖质生化转化的微生物学过程。
（毕振明、娄性义）：是在人工控制的条件下，使来源于 生物的有机固体废物进行生物稳定作用 （Biostablization）的过程。
13
1、通风作用及其控制
作用：☆维持好氧微生物的生物活性；☆带走水蒸气，干化
D、腐熟阶段，在内源呼吸后期，只剩下部分难 分解的有机物和新形成的腐殖质，此时微生 物活性下降，发热量减少，温度下降。
11
堆肥的结果是废弃物中有机物向稳定化程度 较高的腐殖质方向转化,腐殖质的形成十分复杂， 其生物学过程示意如下：
12
四、堆肥化过程技术参数及控制 1、通风作用及其控制 2、含水率及其控制 3、仓内温度及其控制 4、有机质含量 5、颗粒度 6、碳氮比（C/N） 7、碳磷比 8、pH值
固废的生物处理
固废的生物处理技术:利用微生物的新城代谢作用使固体废物分解，矿化或氧化的过程，称为固体废物的生物处理技术。
包括 生物转化技术生物冶金技术*利用微生物及其代谢产物氧化、溶浸废物中的有价组分，使废物中有价组分得以利用的过程，称为微生物浸出也称生物冶金。
*适用：回收矿物固体中的有价金属，如铜、金、锢、镍、锰等。
一、冶金用微生物生物冶金工业用的微生物种类很多，主要有氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、铁氧化钩端螺菌和嗜酸热硫化叶菌等。
表11-5 浸矿细菌种类及其主要生理特征二．生物冶金机理：细菌的直接作用；细菌的间接催化作用（1）细菌的直接作用：认为附着于矿物表面的细菌能直接催化矿物而使矿物生物冶金 细菌名称 主要生理特征 最佳生存pH 氧化铁硫杆菌 氧化铁杆菌 氧化硫铁杆菌 氧化硫杆菌 聚生硫杆菌Fe 2+→Fe 3+，S 2O 32-→SO 42-Fe 2+→Fe 3+ S →SO 42-，Fe 2+→Fe 3+ S →SO 42-，S 2O 32-→SO 42 S →SO 42-，H 2S →SO 42-2.5～5.33.5 2.8 2.0～3.5 2.0～4.0氧化分解，并从中直接得到能源和其他矿物营养元素满足自身生长需要。
如细菌浸铜;（2）细菌的间接作用认为是依靠细菌的代谢产物—硫酸铁的氧化作用，细菌间接地从矿物中获得生长所需的能源和基质。
三、生物冶金方法：槽浸；堆浸；原位浸出（1）槽浸：一般适用于高品位、贵金属的浸出，将细菌酸性硫酸高铁浸出剂与废物在反应槽中混合，机械搅拌通气或气升搅拌，然后从浸出液中回收金属。
(2)堆浸：在倾斜的地面上，用水泥、沥青登台砌成不渗漏的基础盘床，把含量低的矿业固体废物堆积在其上，从上部不断喷洒细菌酸性硫酸高铁浸出剂，然后从流出的浸出液中回收金属。
OH CuSO O SO H S Cu OH SO Fe CuSO O SO H CuFeS 242422232424222212422182+−−→−++++−−→−++细菌细菌）（42422222272SO H FeSO O H O FeS +=++OH SO Fe O SO H FeSO 234224242224+−−→−++）（细菌O H SO Fe O SO H FeSO SO H O H O S SFeSO SO Fe FeS 2342242442220434222224223223+−−→−++−−→−+++=+）（）（细菌细菌42422222272SO H FeSO O H O FeS +=++(3)原位浸出：利用自然或人工形成的矿区地面裂缝，将细菌酸性硫酸高铁浸出剂注入矿床中，然后从矿床中抽出浸出液回收金属。
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第一章 好氧生物处理技术
第三节 生物好氧处理设备（A）
一、供料进料设备 地磅秤：不低于20t/h 卸料台 进料门 贮料仓 装载机械 进料漏斗 运输机械
第一章 好氧生物处理技术
第三节 生物好氧处理设备（A）
二、预处理设备 破袋机 破碎机 筛选机 混合搅拌机
第一章 好氧生物处理技术
第三节 生物好氧处理设备（A）
第三篇 固体废物生物处理技术
西南交通大学 李启彬
内容和要求
1、概述 2、好氧生物处理技术
⑴ 好氧生物处理基本原理 ⑵ 好氧生物处理工艺过程 ⑶ 生物好氧处理设备 ⑷ 生物好氧处理设施运行管理
3、厌氧生物处理技术
⑴ 厌氧生物处理基本原理及技术要求 ⑵ 厌氧生物处理反应器类型及其运行影响因素 ⑶ 厌氧生物处理工程案例分析
用木糠作为混合物
收集禽畜废物
把堆肥翻动
把堆肥排列放置
堆肥产品以20公斤包装，售作土壤改良剂
沙岭堆肥厂生产的堆肥成品测试结果
2005
参数
酸碱值 湿度(% w/w) 化学需氧量 (mg/kg)
1月 6.0 60 3,500,000 22,000 7:1
2月 7.2 67 5,000,000 26,000 8:1
细菌细胞+挥发性脂肪酸+CO+H+其它产物（醇类、乳酸等） 产甲烷菌细胞 阶段3：甲烷化 例：4H2+CO2=CH4+2H2O 2CH3CH2OH+CO2=2CH3COOH+CH4 CH3COOH=CH4+CO2 2CH3CH2CH2COOH+2H2O+CO2=4CH3COOH+CH4
细菌细胞+CH4+CO2（在液相中）
一、前处理 破碎：12-60mm，太小影响通风供氧 分选：剔除惰性物 调节水分、C/N比
第一章 好氧生物处理技术
第二节 好氧生物处理工艺过程（A）
二、主发酵
主发酵可在露天或发酵装置内进行，通过翻堆或强制 通风向堆积层或发酵装置内的物料供给氧气。采用翻 堆作业进行通风时，堆体高度不超过1.8m。 发酵初期物质的分解是靠嗜温菌30－40℃为最适宜 生长温度进行的，由于堆温上升，最适宜温度为45－ 65℃的嗜热菌取代嗜温菌，堆温进入高温阶段。通常， 在严格控制通风量的情况下，将堆温升高至开始降低 为止的阶段作为主发酵阶段。 对以生活垃圾为主体的城市垃圾和家畜粪便好氧堆肥 而言，其主发酵期约为4-12d。
除臭方法：吸收法；高温分解法；臭氧 氧化法；吸附法；生化法等。 对于中等臭源，可用熟堆肥氧化吸附除 臭法
第一章 好氧生物处理技术
第二节 好氧生物处理工艺过程（A）
六、贮存 贮存6个月堆肥产量为宜。
第一章 好氧生物处理技术
第三节 生物好氧处理设备（A）
原料接收设备→预处理设备→布料设备→ 一次发酵设备→二次发酵设备→后处理设备→ 产品深加工设备
第二节 厌氧生物反应器类型及其运行影响 因素（A）
(1) 湿式厌氧消化工艺（含固率10-15%）
铁类物质 重组分 其他能量 转化单元
消化气 轻 组 分 混合池 泥浆 消化器 60℃ CH4 CO2 气体 分离器
城市固 体废弃 物
粉碎器
磁分离器
空 气 分 离器
固体到垃圾填埋场
真空 过滤器 气液 分离器 过滤
泵 化学污泥或市 政污泥加料
排到空气
湿式厌氧消化工艺流程图
第二章 厌氧生物处理技术
第二节 厌氧生物反应器类型及其运行影响 因素（A）
⑵ 干式厌氧消化（含固率20-40%） 与湿式厌氧消化工艺基本相同，只是污泥的脱水和处 置工作量相对较少。由于固体浓度更高，氨浓度等环境 参数的影响较大。 难点：生物反应在高固体含量条件下进行；输送、搅 拌；需要让进料和接种物充分混合，防止反应器局部有 机负荷超高以及消化物质的酸化。 优点:反应器单位体积的需水量低，产气量高; 缺点:运行经验有限。
蛋白胨
蛋白酶(内肽 酶)，H2O
多肽
肽酶(外肽 酶)，H2O
氨基酸
第二章 厌氧生物处理技术
第二节 厌氧生物反应器类型及其运行影响 因素（A）
厌氧发酵系统由罐体、搅拌系统、换热和保温系统、 沼气输出和沼渣液排料系统组成。 一、类型 干式、湿式 连续式、序批式 完全混合式、活塞流式
第二章 厌氧生物处理技术
概述（B）
固体废物的生物处理技术是指利用微生物的代谢作用，在 有氧或缺氧的条件下对固体废物中的分子量大、能位高的有 机物进行分解，使之转化为分子量小、能位低的简单物质， 达到固体废物减量化、无害化和资源化的目标，以便利用或 采取进一步妥善处理的技术。
概述（B）
生物处理技术包括好氧堆肥、厌氧发酵和生物酶解技术。
三、堆肥化设备
第一章 好氧生物处理技术
第三节 生物好氧处理设备（A）
好氧静态堆肥工艺
第一章 好氧生物处理技术
第三节 生物好氧处理设备（A）
第一章 好氧生物处理技术
第三节 生物好氧处理设备（A）
静态发酵仓
动态发酵仓
矩形固定式梨翻倒发酵池
第一章 好氧生物处理技术
第四节 生物好氧处理设施运行管理（A）
一、供料进料系统：如板式给料机作业前和作业时检
查，故障排除后或确定无故障时需空转3-5min，方可 重新满负荷运行。
二、预处理系统 三、主发酵系统 四、后发酵系统
见讲义p79-85
堆肥实例——香港沙岭堆肥厂
禽畜农户用承办商提供的防漏废物收集桶存放禽畜废 物，承办商的收集车会定期到农场收集禽畜废物。部份 禽畜废物会送到沙岭堆肥厂进行堆肥处理，其余便运往 堆填区处置。 禽畜废物运到沙岭堆肥厂后会加入木糠，以维持最佳 湿度，然后排列放置。此外，承办商会每天用堆肥机搅 拌及翻动堆肥一次，以提供足够氧气，进行堆肥处理。 整个堆肥处理过程需时约8周，堆肥产品会售作泥土改 良剂。为确保堆肥质素，承办商每月会测试样本。
机械生物处理（MBT）
Municipal Solid Waste Treatment System MBT(Mechanical Biological Treatment).flv
第一章 好氧生物处理技术
第一节 好氧生物处理基本原理（C）
一、好氧生物处理的基本原理
合成 细胞物质 （微生物繁殖）
堆肥有机物 （含C、N、O、P、S） 氧气，微生物 氧化
第一章 好氧生物处理技术
第一节 好氧生物处理基本原理（C）
三、好氧生物处理的影响因素 有机含量和营养物 水分含量 温度 C/N比 pH值 氧浓度：在好氧堆肥的通风供氧过程中，对于强制通风静态
条垛堆肥，采用时间控制的通风方式要求堆体内氧浓度在 10-15% ，而对于密闭反应器系统，采用氧含量控制的通风 方式要求堆体内氧浓度在15-20%。
CH4和CO2传递到气相中
第二章 厌氧生物处理技术
二、有机物分解代谢过程
纤维素 纤维素酶， H2O 纤维二糖 纤维二糖酶， H2O 葡萄糖
第一节 厌氧生物处理基本原理及技术要求(C)
半纤维素
半纤维酶 H2O
多聚糖类
多聚糖酶 H2O
单糖+糖醛酸 发酵
H2, CO2, 乙酸,丁酸,甲酸和醇类等
蛋白质
蛋白酶(内 肽 酶 ) ， H2O
第一章 好氧生物处理技术
第二节 好氧生物处理工艺过程（A）
三、后发酵
经过主发酵的半成品被送往后发酵工序，在这里将此 前尚未分解的易分解和较难分解的有机物进一步分解， 使之变成比较稳定的腐殖质类有机物，从而得到完全 成熟的堆肥制品。 在该工序中通常将物料堆积到1－2m后进行发酵，一 般进行自然通风，有时需加以翻堆或作必要的通风处 理。 后发酵时间一般在20－30d，需 将含水率降至不高于35%。
第二章 厌氧生物处理技术
第二节 厌氧生物反应器类型及其运行影响 因素（A）
2 单相厌氧消化工艺和两相厌氧消化工艺
CO2、H2O、NH3、 PO43－、SO42－
＋
能量
排入环境
释放、转换为热 或提供生物合成用
有机物的好氧堆肥分解过程
第一章 好氧生物处理技术
第一节 好氧生物处理基本原理（C）
二、好氧生物处理的几个阶段
一个完整的好氧堆肥过程包括升温阶段（堆肥初期，1545℃）、高温阶段（45℃以上，有机物降解强烈，嗜热微 生物为主）、降温阶段（嗜温微生物为主）和腐熟阶段。
餐厨废弃物处理厂生化处理车间
资源型高速高温生化处理机在技术上采用高速高温热循环加热的 发酵干燥技术。发酵干燥炉内物料加热时，循环风温度始终控制 在250℃至400℃之间；物料发酵和干燥的温度始终控制在65℃ 至75℃之间；微生物水分活度在逐渐降低，以确保除特定菌群外 的大部分微生物菌的无法生存，同时炉内压力始终保持在0.01Kpa至-0.04Kpa 之间；设备采用PLC（可编程逻辑控制器） 智能电气仪表控制着发酵干燥炉内的温度、压力、和氧气的供给， 间接控制着物料的湿度，平衡气相，保证菌群特定的发酵环境， 促进其快速繁殖。单位条件下物料的生产周期，包括发酵、干燥 和冷却的时间不超过10小时。 餐厨垃圾在生化处理机经过高温微生物菌接种，均匀搅拌后，高 温好氧发酵、烘干、稳定熟化后的物料排入皮带输送机中，其产 出物的主要成分是芽胞杆菌及乳酸菌、酵母菌等的代谢物。
第二章 厌氧生物处理技术
一、微生物学过程
20 % 乙酸
第一节 厌氧生物处理基本原理及技术要求(C)
水解 菌 复杂有机物
可溶有机物
发酵 细菌 76 %
产 氢 产 乙 酸菌 52 醇类、羧基酸 % （乙酸除外）
同型 72 产乙 酸菌 %
乙 酸 产 甲 烷菌 CH4, CO2
4%
24 28 % % 耗 氢 H2, CO2 产 甲 烷菌