固体废物处理与处置 固体废物的生物处理
《固体废物处理与处置》课程笔记
《固体废物处理与处置》课程笔记第一章：固体废弃物概论一、固体废物的定义与概念1. 定义：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被抛弃的固态、半固态和置于容器中的气态物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
2. 概念区分：- 废物：指失去使用价值或不再使用的物品。
- 污染物：指对环境或人体健康产生有害影响的物质。
- 固体废物：特指固态、半固态和置于容器中的气态废物。
二、固体废物的分类1. 按来源分类：- 工业固体废物：来源于工业生产过程中的废料、废渣、废液等。
- 农业固体废物：包括农作物秸秆、动物粪便、农业加工废弃物等。
- 生活固体废物：又称城市生活垃圾，包括居民生活产生的厨余垃圾、塑料、纸张、玻璃等。
- 危险固体废物：具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性等特性，对人体和环境有害的废物。
2. 按性质分类：- 有机废物：如食物残渣、植物秸秆、纸张等。
- 无机废物：如金属、玻璃、陶瓷等。
- 生物性废物：如医疗废物、动物尸体等。
- 化学性废物：如农药、化工产品废弃物等。
三、固体废物的特性1. 有害性：固体废物中可能含有重金属、有机污染物、病原体等有害成分。
2. 不稳定性：固体废物在储存、运输、处理过程中可能发生物理、化学变化。
3. 传染性：部分固体废物，如医疗废物，可能携带病原体，具有传染疾病的风险。
4. 难降解性：固体废物在自然环境中难以分解，可能长期存在于土壤和水体中。
5. 积累性：固体废物在环境中不断积累，可能导致资源浪费和环境污染。
四、固体废物对环境的影响1. 土壤污染：固体废物中的有害成分可通过渗透、淋溶等途径进入土壤，影响土壤结构和肥力。
2. 水体污染：固体废物中的有害成分可通过地表径流、渗滤液等途径污染水体，危害水生生态系统。
3. 大气污染：固体废物在堆放、填埋过程中，可能产生恶臭气体和粉尘，影响空气质量。
4. 城市景观破坏：固体废物的随意堆放和处理，破坏城市环境美观，降低城市居住质量。
固体废物处理与处置 第3章固体废物的预处理
固体废物处理与处置 第三章生物处理
破碎杆
压面 装料室
固体废物处理与处置 第三章生物处理
五、破碎工艺
固体废物
固体废物 筛下物 筛分
破碎
筛上物 破碎
破碎产物
① 单纯破碎工艺
破碎产物 ② 带预先筛分的破碎工艺
固体废物处理与处置 第三章生物处理
固体废物
固体废物 筛上物
破碎 筛上物 筛下物 筛分
筛下物
破碎
破碎产物
③ 带检查筛分破碎工艺
破碎产物
④ 带预先和检查筛分破碎工艺
固体废物处理与处置 第三章生物处理
五、破碎设备
剪切破碎机 Von Roll型往复式 Lincle-mann型 旋转剪切式
粉磨机 球磨机 自磨机
常见 破碎设备
辊式破碎机 光辊、齿辊 单齿辊 双齿辊 锤式破碎机 Hammer Mills式 BJD型 Movorotor型双转子
冲击式破碎机 Universa型 颚式破碎机 Hazemag型 简单摆动式 复杂摆动式 综合摆动式
纳，另外还需考虑压实器预计使用地点的结构。
② 循环时间 压头的压面从完全缩回位置使垃圾由装料箱压
入容器，然后进行挤压，并使压头回到原来完全缩回位置，准 备接受下一次装载垃圾所需要的时间。一般为20~60s。
③ 压面上的压力 由压实器的额定作用力决定。
④ 压面的行程长度 压头进入压实器越深，越容易向容器
固体废弃物处理与处置
1.固体废物的性质：固体废物具有鲜明的时空特点；固体废物的终态性；潜在的和长期的危害性；成分复杂2.固体废物的处理方法。
物理方法:压实、破碎、分选、浓缩、脱水。
化学处理：中和、氧化还原、化学沉淀、化学溶出。
生物处理:沼气发酵、堆肥、生物溶出、热处理、固化处理3.风力分选的基本原理。
风力分选简称分选，又称气流分选，以空气为分选介质，在气流作用下使固体废物颗粒按密度进行分选的一种方法，他在城市垃圾、纤维性固体废物、农业稻麦谷类等废物处理和利用中得到了广泛的应用。
4.三类浮选剂的作用。
捕收剂：使欲浮的废物颗粒表面疏水，增加可浮性，使其易于向气泡附着。
起泡剂：是一种表面活性物质，主要作用于水-气界面上，使其界面张力降低，促使空气在料浆中弥散，形成小气泡，防止气泡兼并，增大分选界面，提高气泡与颗粒的粘附和上浮过程的稳定性，以保证气泡上浮形成泡沫层。
调整剂：调整其他药剂与物质颗粒表面之间的作用。
5.污泥中水分存在的形式。
分为：间隙水（占70%，可用浓缩的方法去除）毛细管结合水（占20%，用离心机和压滤机去除）表面吸附水（占7%，用加热去除）内部水（占3%，用生物法或高温加热法、冷冻法去除）与污泥颗粒的结合强度又大到小是：内部水，表面吸附水，楔形毛细管结合水，裂纹形毛细管结合水，间隙水。
8.对焚烧设施排放的大气污染物控制项目。
①烟尘，常将颗粒物、黑度、总碳量作为控制指标②有害气体包括SO2,HCL,HF,CO,NO X③重金属元素单质或化合物，Hg,Cd,Pb,Ni,Cr,As④有机污染物，如二噁英.9.固体废物焚烧的产物。
①有机碳是二氧化碳②有机物中氢是水，有氟或氯存在时氢化物生产③有机硫和有机磷是二氧化硫三氧化硫和五氧化二磷④有机氮化物是气态氮⑤有机氟化物是氟化氢⑥有机氯是氯化氢⑦有机溴化物和碘化物焚烧后生成溴化氢及少量溴气以及元素碘⑧金属在焚烧以后可生成卤化物、硫酸盐、磷酸盐、氢氧化物和氧化物。
10.固体燃烧的三种方式，和三个阶段。
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
固体废物的处理与处置总结（2篇）
固体废物的处理与处置总结固体废物的处理与处置是一个国家、社会和个人都面临的重要问题。
随着人口的增加和消费水平的提高，固体废物的产生量不断增加，同时，废物中也包含越来越多的有害物质和复杂的材料，给环境和人类健康带来了巨大的风险。
因此，采取有效的固体废物处理与处置措施，是实现可持续发展的重要前提。
固体废物的处理包括垃圾分类、垃圾减量、垃圾焚烧、垃圾填埋等方法。
其中，垃圾分类是一种最常见的处理方式，通过将废物按照材料、性质、可回收程度等分类，有助于提高资源的利用率，减少废物对环境的污染。
在许多国家和地区，政府和社会力量已经采取了一系列的措施来推广垃圾分类，比如设置分类回收垃圾桶、开展垃圾分类教育活动等。
垃圾减量是另一种重要的固体废物处理方式。
通过减少废物的产生量，可以减轻废物处理的压力，节约资源，保护环境。
垃圾减量的方法包括提高人们的环保意识，倡导绿色生活方式，促进产品设计的环保与可循环性等。
例如，一些国家已经对塑料袋实施了限制措施，鼓励人们使用环保袋。
此外，一些企业也致力于研发环保产品，推动绿色供应链的建设。
垃圾焚烧是一种将固体废物通过高温燃烧转化成灰渣、烟气等物质的处理方式。
焚烧过程中，可以通过适当的控制和处理，减少废气的排放和二次污染的产生。
焚烧后的废渣还可以作为建材或填埋场的覆盖物，实现资源的再利用。
然而，垃圾焚烧也存在一些问题，如排放出的废气和废渣中可能含有有害物质，需要特殊处理和防护措施。
垃圾填埋是一种将固体废物埋在地下的处理方式。
填埋能够有效地压缩废物体积，减少对土地的占用，并生成沼气等可再利用的能源。
然而，填埋也会导致废物降解过程中产生的有机质和化学物质渗出到地下水中，对环境和人类健康造成潜在的威胁。
因此，在进行填埋处理时，需要采取适当的防护措施，如设置垃圾渗滤液处理设施，保护地下水的安全和水质。
除了上述的处理方法外，还有一些其他的固体废物处理与处置方式。
例如，通过物化处理和化学处理，可以将废物转化为能源或新材料。
固体废物的处理与处置总结（2篇）
固体废物的处理与处置总结第一章绪论固体废物：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是虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
（具有时间和空间的相对性。
）特点：潜在性、长期性、不易恢复性、（呆滞性）。
危险废物：是指列入国家危险废物____或者国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的、具有危险特性的废物。
特征：毒性、腐蚀性、传染性、反应性、浸出毒性、易燃性、____性。
来源可分为：工矿业固体废物、生活垃圾以及其他固体废物。
固体废物污染危害：（一）对土壤环境的影响：1、占用大量的土地，破坏地貌和植被。
2、固体废物及其淋洗和渗滤液中所含有有害物质会改变土壤的性质和结构，并对土壤中的微生物产生影响。
这些有害成分的存在，不仅有碍植物根系的发育和生长，而且还会在植物有机体内积蓄，通过食物链危及人体健康。
3、工业固体废物，特别是有害的固体废物，经过风化、雨雪淋溶、地表径流的侵蚀，产生高温和毒水或其他反应，能杀灭土壤中的微生物，使土壤丧失腐解能力，导致草木不生。
4、固体废物中的有害物质进入土壤后，还可能在土壤中发生积累。
（二）对大气环境的影响：1、堆放的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬，从而对大气环境造成污染。
2、堆积的废物中某些物质的化学反应，可以不同程度上产生毒气或恶臭，造成地区性空气污染。
3、废物填埋场中逸出的沼气也会对大气环境造成影响，它在一定程度上会消耗填埋场上层空间的氧，从而使种植物衰败。
4、固体废物在运输和处理过程中，也能产生有害气体和粉尘。
（三）对水环境的影响：1、直接将固体废物倾倒于河流、湖泊或海洋，会引起水质恶化或有害物质积聚。
2、固体废物随天然降水或地表径流进入河流、湖泊，或随风飘迁落入河流、湖泊，污染地面水。
3、废渣直接排入河流、湖泊或海洋，能造成更大烦人水体污染。
4、使无害的固体废物排入河流、湖泊，也会造成水体污染，河床淤塞，水面减小，甚至导致水利工程设施的效益减少或废弃。
固体废弃物的生物处理
堆肥腐熟度评价 指标
• 工艺指标 温度 • 耗氧速率400 mg/(kg·h)
• 物理学指标 •气味/粒度/色度 •
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
1
参 考
好氧堆肥处理
[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]
2
参 考
1月
厌氧消化处理
[1] 周孟津,张榕林,蔺金.沼气实用技术.化学工业出版社.2004年
资
料
[2] /
[3] .cm
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
CO2,H2O,NH3,PO + 32异化作用 4 , O4 转入环境
能量
释放、转化 为热
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
1
好 氧 堆 肥 过 程
适应新 环境
好氧堆肥处理
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℃
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
1
好氧堆肥处理
供氧量 颗粒度
影 含水率 C/N和C/P 堆肥化效果 响 pH 因 1 温度和有机物含量 2 6 3 4 5 素 前处理 主发酵 后发酵 后处理 脱臭 贮存 夏冬需贮存， 及 分选、破 发酵仓或 进一步分 分选设备 产生氨、硫化氢、 碎、筛分、 露天堆积，解难分解 去除塑料、甲基硫醇、胺类 容纳6个月的 工 混合、养 强制或翻 有机物， 玻璃金属、等。化学除臭剂；贮存设备；干 燥透气 堆搅拌供 条堆或静 小石块； 碱、水溶液过滤； 艺 分及水分 调节 氧主发酵 态堆肥， 加入N、P、 熟堆肥、沸石等
固体废物处理与处置课后答案
第１章绪论1.概念解释：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、半固态和置于容器中的气态的物品、物质，以及法律、法规规定纳入固体废物管理的物质。
固体废物处理：将固体废物转化为便于运输、贮存、利用或最终处置的过程。
固体废物处置：将已无回收价值或确定不能再利用的固体废物长期置于符合环境保护规定要求的场所或设施而不再取回，从而与生物圈相隔离的技术措施。
城市生活垃圾：指城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中所产生的固体废物，以及法律、行政法规视作城市生活垃圾的固体废物。
危险废物：列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。
主要特征有：毒性、腐蚀性、传染性、反应性、易燃易爆性。
１资源化：指采取各种管理和技术措施，从固体废物中回收具有使用价值的物质和能源，作为新的原料或者能源投入使用。
无害化：指通过适当的技术对废物进行处理，使其不对环境产生污染，不致对人体健康产生影响。
减量化：指通过实施适当的技术减少固体废物的容积。
其中，前者的实施主要在于清洁生产技术的开发与应用，从生产源头控制固体废物的产生；后者则包括分选、压缩、焚烧等方法，对固体废物进行处理和利用，从而达到减少固体废物容量的目的。
巴塞尔公约：正式名称为《控制危险废料越境转移及其处置巴塞尔公约》，1989年3月22日在联合国环境规划署于瑞士巴塞尔召开的世界环境保护会议上通过，1992年5月正式生效。
由序言、29项条款和6个附件组成，旨在遏止越境转移危险废料，特别是向发展中国家出口和转移危险废料。
2.略述固体废物分类方法。
按照《固体法》中的相关划定，通常将固体废物分为以下三大类。
①工业固体废物：指来自各工业生产部门的生产和加工过程及流通中所产生的废渣、粉尘、污泥、废屑等。
②城市生活垃圾：也称城市固体废物，主要指城市日常生活中２或者为城市日常生活提供服务的活动中所产生的固体废物，以及法律、行政法规视作城市生活垃圾的固体废物。
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第五章固体废物的生物处理一、名词解释1．厌氧消化答：厌氧消化又称厌氧发酵，是指在厌氧状态下利用厌氧微生物使固体废物中有机物转变为CH4和CO2的过程。
厌氧消化具有过程可控性、降解快、生产过程全封闭且产物可再利用的特点。
厌氧消化可以去除废物中30％～50％的有机物并使之稳定化。
由于能源危机和石油价格的上涨，许多国家开始寻找新的替代能源，使得厌氧消化技术显示出其优势。
2．固体废物的生物处理答：固体废物的生物处理是指直接或间接利用生物体的机能，对固体废物的某些组成进行转化以建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染，同时又生产有用物质的工程技术。
利用生物处理有机固体废物是一种投资少、见效快、简单易行且效益高的工艺技术。
3．堆肥化答：堆肥化是指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。
堆肥化实际上是利用微生物在一定条件下对有机物进行氧化分解的过程，因此根据微生物生长的环境可以将堆肥化分为好氧堆肥和厌氧堆肥两种。
4．一级发酵答：一级发酵又称主发酵，是指在堆肥时，由于原料和土壤中存在微生物的作用开始发酵，首先是易分解的物质分解，产生二氧化碳和水，同时产生热量，使堆温上升的过程。
微生物吸收有机物的碳氮营养成分，在细菌自身繁殖的同时，将细胞中吸收的物质分解而产生热量。
5．腐熟度答：腐熟度是指堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化过程最后达到稳定的程度，是衡量堆肥进行程度的指标。
由于堆肥的腐熟度评价是一个很复杂的问题，迄今为止，还未形成一个完整的评价指标体系。
评价指标一般可分为物理学指标、化学指标、生物学指标以及工艺指标。
6．微生物浸出答：微生物浸出是指利用微生物及其代谢产物氧化、溶浸废物中的有价金属组分，使其得以利用的过程，又称生物冶金。
主要用于回收含硫矿业固体中的有价金属，如铜、金、铀、钴、镍、锰、锌、银、铂、钛。
工业固废处理方法
工业固废处理方法
工业固废的处理方法主要包括以下几种：
1.物理处理：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。
这种方法包括压实、破碎、分选、增稠、吸附、萃取等。
其目的是便于运输和进一步处理。
2.化学处理：采用化学方法破坏固体废物中的有害成分，从而达到无害化，或将
其转变成为适于进一步处理、处置的形态。
其目的在于改变处理对象的化学性质，减少它的有害性。
这是危险废物最终处置前常用的预处理措施，其预处理原理和方法主要有氧化还原、中和、化学沉淀和化学溶解等。
3.生物处理：利用微生物分解固体废物中可降解的有机物，从而达到无害化或综
合利用。
生物处理方法包括好氧处理、厌氧处理和兼性厌氧处理。
与化学处理方法相比，生物处理在经济上一般比较便宜，应用也普遍，但处理过程所需时间较长，处理效率有时不够稳定。
4.热处理：通过高温破坏和改变固体废物的组成和结构，同时达到减容、无害化
或综合利用的目的。
其方法包括焚烧、热解、湿式氧化以及焙烧、烧结等。
热值较高或毒性较大的废物采用焚烧法处理，能使其减量、缩小体积、去除毒性，并能回收热能。
5.固化处理：采用固化基材将废物固定或包容在惰性固化基材中的一种无害化处
理过程，以减少废物对环境的污染。
主要用于有害废物和放射性废物，固化体的容积远比原废物容积大。
除以上方法外，还有分选回收、填埋和焚烧等方法。
在处理工业固废时，应根据固废的成分、性质、量等因素，选择最合适的处理方法。
同时，也要注意处理过程中可能产生的二次污染，确保处理过程的安全和环保。
固体废物的处理与处置
P2固体废弃物按其来源可分为矿业废物、工业废物、农业废物、放射性废物、城市垃圾等。
（1）矿业固体废弃物：来自于各种矿物开采以及矿物洗选过程中所排放的剥离物、废石、尾矿、沙石等。
特点：分散在乡村和山区中，人口密度小，其危害程度相对较小。
但是由于其数量和体积较大，大量堆放，既占用土地又污染土壤。
（2）工业固体废弃物来源：工业废渣主要来源于燃料渣、冶金渣、化工渣等；建筑废弃物主要是施工排出的废土砖石等。
特点：工业废渣不仅数量大，而且成分复杂，含有重金属及有毒物质，对环境污染威胁较大。
（3）农业固体废弃物来源：农业固体废弃物主要来源于农业生产产生的秸秆、农产品加工废料、牲畜的排泄物及农村生活废弃物等；特点：再利用价值较高；含大量氮、磷物质（4）放射性废弃物来源：主要来自核工业、放射性医疗、科研部门排出的具有放射性的各种固体废弃物。
特点：具有潜在的“三致”效应（致畸、致癌、致突变）（5）城市垃圾来源：厨房菜渣、果皮、废纸及生活废物、炉灰渣、砖头瓦块、树枝落叶以及废汽车、废电视机、废罐头盒、废家具等。
特点：垃圾的数量和种类增长快；成分发生变化危险废物的定义和鉴别定义指列入国家危险废物名录中或者国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。
鉴别（1）引起或严重导致人类和动植物死亡率增加；（2）引起各种疾病的增加；（3）降低对疾病的抵抗力；（4）在处理、贮存、运送、处置或其他管理不当时，对人体健康或环境会造成现实的或潜在的危害。
P7固体废弃物的危害（1）传播疾病（2）侵占、污染土地（3）侵占、污染水体（4）污染大气、加剧温室效应（5）崩塌、爆炸事故（6）破坏城市形象，影响工业生产，阻碍城市发展（7）资源浪费P9造成巨大的直接经济损失和资源能源的浪费（1）我国的资源能源利用率很低，大量的资源、能源会随固体废物的排放流失。
矿物资源一般只能利用50%左右，能源利用只有30%。
（2）同时，废物排放和处置也要增加许多额外的经济负担。
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
固体废物的处理与处置
固体废物的处理与处置第一章绪论1.固体废物：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、半固态和置于容器中的气态的物品、物质，以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
2.固体废物具有二重性：具有时间和空间的相对性。
时间：暂时无法加以利用，今天的废物势必成为明天的资源。
如：废铁屑处理氯代有机物，废旧塑料作防水材料。
空间：放错地点的原料。
如：粉煤灰制砖，高炉渣生产水泥。
3.固体废物的分类：(1)按其组成可分为：有机废物、无机废物。
(2)按其形态可分为：固态废物、半固态废物和液态(气态)废物。
(3)按其污染特性分为：危险废物和一般废物。
(4)根据《固体法》分为：工业固体废物(废石尾矿、粉煤灰)、城市生活垃圾(废纸、厨余物)、危险废物(废电池、电镀污泥)。
4.城市生活垃圾：在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物。
5.危险废物：危险废物是指列入国家危险废物名录或是根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的、具有危险特性的废物。
6.固体废物污染危害：(1)污染大气一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下被微生物分解，能释放出有害气体。
(2)污染水体固体废物随天然降水或地表径流进入河流、湖泊或随风飘迁落入河流、湖泊。
污染地面水，并随渗滤水渗透到土壤中，进入地下水，使地下水污染。
(3)污染土壤当污染土壤的病原微生物与其他有害物质随天然降水或径流等进入水体后就可能进一步危害人体健康。
5.固体废物处理方法：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。
(1)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。
物理处理方法包括压实、破碎、分选、增稠、吸附等。
(2)化学处理化学处理是采用化学方法破坏固体废物中的有害成分从而使其达到无害化。
农业生态与环境保护：固体废物的处理与处置
3、固体废物的处理原则
中国的垃圾治理政策是：“减量化”、“无害化”和“资源化”。对已 经产生 的垃圾，则“无害化”是垃圾处理的基础，在实现“无害化”的同时， 实现垃 圾的“减量化”和“资源化”是追求的目标。
（一）“无害化"原则 固体废物的“无害化”处理指对已产生又无法或暂时尚不能资源化利用 的 固体废物，经过物理、化学或生物方法，进行对环境无害或低危害的安全 处理、 处置，达到废物的消毒、解毒或稳定化，以防止并减少固体废物的污 染危害。 垃圾的焚烧、卫生填埋、堆肥的厌氧发酵、有害废物的热处理和解 毒处理等都 属“无害化”原则。。
（一）物理处理 不改变固体废物成分，仅改变固体废物结构的方法，如破碎、压实、分 选等。 （二）固体废物的化学处理 固体废物的化学处理是针对固体废物中易于对环境造成严重后果的有毒 有， 害化学成分，采用化学转化的方法，使之达到无害化。由于这类化学转 化反 应的条件较为复杂，受多种因素影响，因此，化学处理仅限于对单一成 分或 几种化学性质相近的混合成分进行处理。对于不同成分的混合物，采用 化学 处理方法，往往达不到预期的效果。化学处理方法主二）污染土壤 长期露天堆存的固体废物和未经适当防渗填埋的垃圾中的有害成分经过 风 化、雨淋、地表径流的侵蚀很容易涌入土壤中，使土地毒化、酸化和碱化， 从 而改变了土壤的性质和结构，影响土壤微生物的活动，妨碍植物根系的生 长。 有些污染物在植物机体内积蓄和富集，通过食物链影响人体健康，甚至 杀灭土 壤微生物，使土壤丧失腐解能力，导致草木不生。
2、固体废物的危害
（三）污染水体 固体废物对水体的污染表现在以下两个方面：①大量固体废物排放到江 河 湖海会造成淤积，从而阻塞河道、侵蚀农田、危害水利工程；②与水（雨 水、 地表水）接触，废物中的有毒有害成分必然被浸滤出来。从而使水体发 生酸性、 碱性、富营养化、矿化、悬浮物增加，甚至毒化等变化，危害生物 和人体健康。
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现如今堆肥发酵已实现机械化和自动化，并且已发展到以 城市生活垃圾、污水处理厂的污泥、人畜粪便、农业废物 及食品工业废物等为原料。
表8.1 常见可生物降解处理的固体废物种类和来源
固体废物种类 主要来源
城市固体废物 主要有污水处理厂剩余污泥和有机生活垃圾
工业固体废物 主要包括含纤维素类固体废物、高浓度有机废水、发酵工
第八章 固体废物的生物处理
1 好氧生物降解制堆肥 2 厌氧发酵制沼气
8.1 好氧生物降解制堆肥
8.1.1 堆肥的概念 8.1.2 堆肥的原理 8.1.3 堆肥过程影响因素 8.1.4 堆肥工艺分类 8.1.5 堆肥的基本程序 8.1.6 堆肥发酵装置 8.1.7 堆肥质量
8.1 好氧生物降解制堆肥
8.1.3 堆肥过程影响因素
⒋ 碳氮比（C/N） 在微生物所需营养物中，以碳、氮最多。碳主要为微生物 生命活动提供能源，氮则用于合成细胞原生质。 由于初始原料的碳氮比一般都高于前述最佳值，故应加入 氮肥水溶液、粪便、污泥等调节剂，使之调到30以下。当 有机原料的碳氮比为已知时（可通过分析测出），可按下 式计算所需添加的氮源物质的数量：
K C1 C2 (8-5) N1 N2
8.1.3 堆肥过程影响因素
⒌ 温度 温度是影响堆肥中微生物种类和数量的最重要因素，实质 是影响微生物的生长。
表8.2 微生物最佳生长温度范围
微生物
温度范围/℃
嗜冷微生物
0～25
嗜温微生物
25～45
嗜热微生物
＞45
8.1.3 堆肥过程影响因素
⒍ pH
②高温阶段 堆层温度上升至45℃以上，进入高温阶段。此时，嗜温菌 活性受到抑制，甚至死亡，而嗜热菌逐渐替代嗜温菌，并 迅速繁殖。
对数增长期
减速增长期内源呼吸Leabharlann ab0时间
图8.2 微生物活性示意图
a－微生物活性曲线；b－O2利用率
8.1.2 堆肥的原理
③熟化阶段 冷却后的堆肥中，新的嗜温菌再占有优势，借助残余有机 物（包括死掉的细菌残体）而生长，堆肥进入腐熟阶段， 堆肥过程最终完成。
⒈ 有机物含量 ①对生活垃圾进行预处理，通过破碎、筛分等工艺去掉原 料中的部分无机成分，使城市垃圾中有机物含量提高到50% 以上。 ②堆肥前可向垃圾原料中掺入一定比例的稀粪、城市污水、 畜粪等。在这些掺进物中，以掺稀粪者为最多，最主要的 理由是既可增加堆肥原料中的有机物含量，又可调节原料 的含水率，同时又解决了现代城市粪便处理或下水污泥处 理的出路问题。
①有机物的氧化
不含氮有机物（CxHyOz）的氧化
Cx
H
yOz
x
1 2
y
1 2
z
O2
xCO2
1 2
yH 2O
能量
（8-1）
含氮有机物（CsHtNuOv·aH2O）的氧化
Cs Ht NuOv gaH2O bO2 Cw Hx NyOz gcH2O 堆肥 +dH2O 气 eH2O 水 +fCO2 gNH3 能量
业残渣（菌体及废原料）
畜牧业固体废 主要指禽畜粪便
物
农林业固体废 主要是农作物秸秆、壳、蔗渣、棉杆、棉壳、向日葵壳、
物
玉米芯、油茶壳等
水产业固体废 主要指海藻、鱼、虾、蟹类加工后的废物
物
泥炭类
包括褐煤和泥炭
8.1.1 堆肥的概念
堆肥（composting）的基本概念包括两方面的含义，即堆 肥化和堆肥产物。 堆肥化是在控制条件下，在不同阶段，通过不同微生物群 落的交替作用，使有机废物逐步实现生物降解，最终形成 稳定的、对环境无害的类腐殖质复合物的过程。
8.1.1 堆肥的概念
堆肥的作用包括： ①使土质松软，多孔隙易耕作，增加保水性、透气性及渗 水性，改善土壤的物理性状； ②增加土壤有机质，提高带负电荷的腐殖质含量，促进阳 离子养分的吸附，提高土壤保肥能力； ③堆肥腐殖质中某些组分具有螯合能力，能抑制对作物生 长不利的活性铝与磷酸结合；
8.1.1 堆肥的概念
因此，堆肥过程既是微生物生长、死亡过程，也是堆肥物 料温度上升和下降的动态过程。
8.1.2 堆肥的原理
⑵厌氧堆肥原理 厌氧堆肥是在缺氧条件下利用厌氧微生物进行的一种腐败 发酵分解。 第一阶段是产酸阶段，以乳酸菌分解有机物为例：
第二阶段为产甲烷阶段。甲烷菌把有机酸继续分解为甲烷 气体。
8.1.3 堆肥过程影响因素
8.1.3 堆肥过程影响因素
⒉ 供氧量 对于好氧堆肥，氧气是微生物生存的必需条件，供氧不足 会造成大量微生物死亡，使分解速度减慢，如果提供冷空 气量过大又会使温度降低，不利于嗜热菌的活动。 ⒊ 含水率 在堆肥工艺中，堆肥原料的含水率对发酵过程影响很大， 水的主要作用为：一是溶解有机物，参与微生物的代谢活 动，二是可以调节堆肥温度，当温度过高时，可以通过水 分的蒸发，带走一部分热量。
④堆肥是缓效性肥料，不对农作物产生损害； ⑤堆肥的腐殖质成分能够促进植物根系的伸长和增长； ⑥将富含微生物的堆肥施于土壤之中可增加土壤中微生物 数量，改善作物根系微生物条件，促进作物生长和对养分 的吸收。
8.1.2 堆肥的原理
⑴好氧堆肥原理 现代化堆肥工艺，特别是城市生活垃圾堆肥工艺，大都是 好氧堆肥。
（8-2）
8.1.2 堆肥的原理
②细胞质的合成（包括有机物的氧化，并以NH3做氮源）
n Cx HyOf
NH3
nx
ny 4
nz 2
5x
O2
C5H7 NO2
细胞质
+
nx
5
CO2
1 2
ny
4
H
2O
能量
（8-3）
③细胞质的氧化
C5H7NO2 细胞质+5O2 5CO2 2H2O NH3 能量 （8-4）
可溶性小分子 （糖类、淀粉等）
CO2、H2O O2
底物大分子 （蛋白质、纤维等）
胞外酶
呼吸作用
细胞
CO2、H2O、NH3
CO2
O2
内源呼吸
H2O
NH4HCO3
合成 作用
可溶性小分子
（氨基酸、糖类等）
NH3、O2
NO3-
图8.1 堆肥反应过程原理示意图
8.1.2 堆肥的原理
此过程原理可用反应式分别表示：
8.1.2 堆肥的原理
堆肥过程中主要经历两次升温，将其分为三个阶段：起始 阶段、高温阶段和熟化阶段。每一阶段各有其独特的微生 物类群。 ①起始阶段 堆制初期，堆层呈中温（15～45℃），故也称为中温阶段。 此时，嗜温菌活跃，并利用可溶性小分子物质（糖类、淀 粉等）不断增殖。
8.1.2 堆肥的原理