城市垃圾的生物处理技术
城市生活垃圾处理的新技术有哪些
城市生活垃圾处理的新技术有哪些在现代城市的快速发展中,生活垃圾的产生量日益增加,如何有效地处理这些垃圾成为了一个亟待解决的重要问题。
传统的垃圾处理方式如填埋和焚烧虽然在一定程度上解决了垃圾的去处,但也带来了诸多环境和健康隐患。
因此,不断探索和应用新的技术来处理城市生活垃圾显得尤为重要。
一种新兴的城市生活垃圾处理技术是生物处理技术。
其中,堆肥就是一种常见且有效的方法。
通过将有机垃圾与微生物混合,在适宜的条件下,微生物会分解有机物,将其转化为富含营养的肥料。
这种方法不仅能够减少垃圾的体积,还能生产出有价值的肥料,用于农业和园艺。
然而,堆肥过程需要严格控制温度、湿度和通风等条件,以确保微生物的活性和堆肥的质量。
另一种生物处理技术是厌氧消化。
它主要用于处理有机含量高的垃圾,如厨余垃圾和污泥。
在无氧的环境中,微生物将有机物分解,产生沼气和沼渣。
沼气可以作为能源用于发电或供热,而沼渣则可以作为肥料或土壤改良剂。
厌氧消化具有能源回收和减少温室气体排放的优点,但也需要复杂的设备和严格的操作管理。
机械生物处理技术(MBT)是结合了机械分选和生物处理的一种综合方法。
首先,通过机械手段对垃圾进行分选,将可回收物、有机物和无机物等分开。
然后,对有机物进行生物处理,如堆肥或厌氧消化。
这种技术能够提高垃圾处理的效率和资源回收利用率,但前期的设备投资较大。
热解技术是在无氧或缺氧的条件下,将垃圾加热到高温,使其分解为气体、液体和固体产物。
气体可以用于发电或供热,液体可以作为燃料或化工原料,固体则可以进一步处理或利用。
热解技术具有减量化、无害化和资源化的特点,但技术要求较高,成本也相对较高。
等离子体气化技术是一种先进的垃圾处理方法。
利用等离子体的高温和高能量,将垃圾瞬间气化,转化为合成气和无害的玻璃体。
合成气可以用于发电或生产化学品,玻璃体可以用于建筑材料等。
该技术具有处理效率高、无二次污染等优点,但目前仍处于研究和示范阶段。
垃圾衍生燃料(RDF)技术是将垃圾经过破碎、干燥、压缩等处理后,制成具有一定热值和形状的燃料。
废弃物处理的生物学方法
废弃物处理的生物学方法随着人口的增长和城市化的加速,垃圾问题已成为全球性的难题。
在污染环境、造成健康风险、浪费资源等方面都会产生负面影响。
如何处理、回收废弃物是每个国家需要思考的问题。
目前,除了传统的物理-化学方法外,生物学方法正在成为废弃物处理行业的新兴领域。
与传统方法相比,生物学方法不仅能够减少人工干预,同时通过这种方法能将废物转化为有价值的资源,成为生态循环经济发展的新途径。
生物学方法包括生物降解、生物转化和生物吸附等。
下面,将分别对这三种生物学处理方法进行介绍。
一、生物降解生物降解的作用是将有机化合物转化为简单的无机物,例如二氧化碳和水。
根据不同的生物降解剂类型,在产生的终端产物、耗时和路径选择方面有所不同。
在生态系统中,微生物能够通过吞噬有机物、生物催化等方式利用废弃物进行生长繁殖和代谢。
此过程涉及多种细菌、真菌和其他微生物的协同作用。
生物降解也可以被运用到土壤中,在这些过程中,微生物在废车轱辘、木材等枯朽的生物质发生作用,将其转变为更稳定的有机质体。
利用生物降解方法进行废物处理的一个主要好处是,维护生态系统的完整性同时也完成了资源的循环,避免了许多环境负担。
此外,这种处理方法相对于传统的物理化学方法,成本降低、可回收的资源增加。
二、生物转化生物转化包括了很多的进程,是将有机物转化为具有特定形态或者化学性质的有机组合。
最早被人们发现并应用的生物转化过程是发酵。
发酵在酿酒、啤酒等行业有广泛应用,也是化妆品、生物燃料和食品等方面重要的生产过程,这些产品往往即能保持其口感,又能起到保质护味的效果。
在污水处理领域,也有很多基于生物转化的工艺。
例如,把废水中的有害有机化合物经过微生物处理后,转化成无害的有机化合物或者无机物甚至水中的营养元素,然后再灌溉植物等,达到一定的应用价值。
三、生物吸附生物吸附作为一种分离和净化技术,可以在环境、食品加工、垃圾处理等领域中得到广泛的应用。
生物吸附材料的来源十分广泛,可以是细胞壳、细胞膜、蛋白质、多肽和多糖。
生物废弃物的处理和利用技术
生物废弃物的处理和利用技术随着社会的发展,生活垃圾的产生量也随之增加。
其中,生物废弃物是衍生物质中较为重要的一种,它包括食品残渣、厨余垃圾、废弃农作物、畜禽养殖废弃物、水产养殖废弃物等。
这些垃圾不仅会污染环境、危害人类健康,还会导致资源浪费。
因此,寻找生物废弃物的有效处理和利用技术显得尤为重要。
一、生物废弃物的处理技术1. 堆肥技术目前,生物废弃物的处理技术主要是堆肥技术。
堆肥技术是将食品残渣、厨余垃圾等加入堆肥器进行自然发酵。
经过一段时间的发酵,生成的有机肥料可以用于种植,也可以用于花卉园艺、城市公园绿化等领域。
堆肥技术的好处在于能够有效地利用生物废弃物,减轻废弃物处理的负担。
同时,大量的生物废弃物处理后,还可以得到有机肥料,可以减少化肥的使用,从而减少环境污染和健康风险。
2. 厌氧消化技术厌氧消化技术广泛应用于厨余垃圾和动植物废弃物的处理。
这种技术利用微生物的作用来降解有机质,同时产生甲烷气体。
这种甲烷气体可以用来发电或加热,并直接供给需要的地方,从而减少对传统能源的依赖。
厌氧消化技术的优点在于其处理效率高,获得的燃气可再利用,节约能源。
同时,通过厌氧消化,可以消除生物废弃物的恶臭,有效地改善周围环境。
3. 酸化技术酸化技术是一种将生物废弃物处理为酸性物质的方法。
在这个过程中,微生物会将有机废弃物转化为酸性溶液。
利用这种方法,生物废弃物中的有机成分将变成水和甲烷,从而实现能源回收。
酸化技术的优点在于可以在较短时间内将生物废弃物处理成为有用的产品。
同时,这种方法还可以通过调节酸性溶液的比例,控制不同有机成分的生成,从而获得更高的产量。
二、生物废弃物的利用技术1. 生物质能源技术生物质能源技术是一种将生物废弃物转化为能源的方法。
这种技术利用木材、植物、麻袋和其它可再生的生物质材料作为原料,通过发酵、热化学反应等技术,将生物废弃物转化为生物质燃料。
利用生物质能源技术,可以再生利用生物废弃物,改善环境污染情况,减少对化石能源的依赖,保障能源安全。
城市生活垃圾的生物处理主要是指利用微生物降解垃圾中有机物的
城市生活垃圾的生物处理主要是指利用微生物降解垃圾中有机物的过程。
堆肥法是最主要的一种垃圾生物处理方法,在此基础上一系列新技术、新方法应运而生。
典型的堆肥过程包括矿化和生物转化,可用如下反应式表达:有机物+O 2−−−−−→−微生物的代谢作用稳定的有机残渣+NH 3-(或NO 3-) + SO 42- + CO 2+H 2O +能量堆肥的历史悠久,中国古代农民将秸秆、落叶、野草和动物粪便等堆积发酵制成肥料,但真正对堆肥进行科学的探讨始于1920年,英国农学家Sir Albert Howard 在印度发明了印多尔堆肥法,但仅限于厌氧发酵。
随后,Banglore 建立了以促进堆肥为目的的好氧发酵,称为贝盖洛尔堆肥法。
与此同时,意大利人Baccari 将他的堆肥法向政府申请专利,该法是利用厌氧和好氧两种分解作用,在一个封闭系统中进行。
从此,世界各国对有机固体废弃物的堆肥化技术进行了系统的大规模的研究,并取得了很大的发展。
丹麦出现了好氧发酵的Dano 法;荷兰成功研究了Vuila Favoer 工艺;1940年厄普·托马斯在美国取得了专利。
进入本世纪60年代,科学堆肥法迅速发展起来,应用范围也由城市垃圾扩大到城市污水厂污泥等其它有机固体废弃物。
70年代初,美国洛杉矶、费城、丹佛等地通过对传统的厌氧发酵工艺进行改良,相继开发出了常规条垛堆肥化工艺、充气条垛堆肥化工艺和静态垛充气堆肥化工艺。
70年代中期,德国压丸工艺的出现,使充气条垛和静态垛堆肥化工艺更趋完善。
我国对堆肥工艺的研究在80年代后也有了发展,在上海、杭州、无锡等地建立了具有一定处理能力和机械化程度的堆肥试验工厂。
(1) 快速高温堆肥法又称二次发酵堆肥。
由堆肥的基本原理可知,生活垃圾在进行堆肥处理时,堆温要经历中温—高温—中温的循环过程,由于机械化处理技术采用强制通风,所以开始的中温阶段持续时间很短,2~3天便可进入高温阶段,温度可升至60~70℃,大部分有机物的降解是在这一阶段完成的,这一阶段称为第一次发酵。
城市生活垃圾处理与资源化利用技术研究
城市生活垃圾处理与资源化利用技术研究城市生活垃圾处理与资源化利用技术研究一、引言城市化进程的快速发展使得城市生活垃圾的处理与资源化利用问题日益突出。
传统的垃圾填埋和焚烧处理方式已经无法满足城市庞大垃圾量的处理需求,并且对环境造成了严重的污染。
因此,研究城市生活垃圾处理与资源化利用技术,探索更加环保和可持续发展的垃圾处理模式,具有重要的理论和实践意义。
二、城市生活垃圾处理技术1. 垃圾分类垃圾分类是城市生活垃圾处理的基础和前提,只有实现垃圾的有效分类,才能为后续的资源化利用提供可行性。
目前已有许多城市推行垃圾分类的政策,通过社区层面的分类回收,将可回收物和有害物质与其他垃圾分开,为资源化利用奠定了基础。
2. 生物降解技术生物降解技术是一种将有机垃圾通过微生物降解为有机肥料或酒精等可再生能源的方法。
该技术在日本、欧美等发达国家已经得到广泛应用。
通过垃圾堆肥、生物回转反应等过程,能够将大部分有机垃圾转化为高效的肥料。
3. 焚烧发电技术焚烧发电技术是一种将城市生活垃圾焚烧为热能,再通过蒸汽驱动发电机组产生电力的方法。
这种技术能够最大程度地减少垃圾的体积,同时也能够获得电能,实现能源的再利用。
在日本和欧美国家,焚烧发电已成为主要的垃圾处理方式之一。
三、资源化利用技术1. 垃圾填埋场气体收集与利用技术垃圾填埋场气体主要由二氧化碳和甲烷组成,具有较高的温室气体排放的潜在威胁。
通过建设气体收集系统,将填埋场气体收集起来并进行利用,可以有效减少温室气体的排放。
利用填埋场气体发电以及生物甲烷的利用,能够将填埋场气体转化为可再生能源。
2. 垃圾焚烧废渣资源化利用技术垃圾焚烧过程中产生的炉渣和废气灰渣具有高矿化度和高热值等特点,通过合理的处理和利用,能够将其转化为建材、砖块、道路基材等资源。
这种技术的应用不仅可以循环利用资源,还可以减少对矿石的开采和环境污染。
3. 垃圾焚烧废气净化技术垃圾焚烧过程中产生大量的废气,其中包含有毒有害物质和颗粒物等污染物。
微生物技术或成为城市垃圾生物处理的新技术展望
微生物技术或成为城市垃圾生物处理的新技术展望在城市生活垃圾处理过程中,传统垃圾处理法和现代新型垃圾处理法工艺做对比,微生物种群对垃圾的分解发酵分析开发出新的微生物技术或成为城市垃圾生物处理的新技术展望。
随着我国城市人口的不断增长和生活水平的提高,城市生活垃圾每年以8~10%的速度快速增长,其中约半数是生活有机垃圾。
垃圾大量堆放,不仅占用大片土地,使人地冲突更加突出。
而且污染大气、土壤、地表水以及地下水。
采纳生物技术将其进行生物降解或生物转化,不仅可以有效处理城市垃圾,而且可以实现资源的再利用。
因此,与物理法、化学法相比,生物处理技术具有更宽阔的进展前景。
各种动植物、微生物,对自然界存在的各种有机物都有降解作用,其中微生物的降解作用最大。
凡自然界存在的有机物,几乎都能被微生物降解。
生物处理就是依靠自然界广泛分布的微生物,通过生物转化,将城市垃圾中易于生物降解的有机组分转化为腐殖质肥料、沼气或其他转化产品(如饲料蛋白、乙醇或糖类),从而达到城市垃圾无害化和资源化的一种处理方法。
一、依据处理过程中起作用的微生物对氧气需求的不同,生物处理可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。
1.好氧生物处理基本原理①好氧生物处理是一种在有氧的条件下,利用好氧微生物使有机物降解并稳定化的生物处理方法。
城市垃圾中往往含有大量的生物组分的大分子及其中间代谢产物如纤维素、碳水化合物、蛋白质、脂肪、氨基酸、脂肪酸等,这些有机物一般都较简单为微生物降解。
在好氧生物降解过程中,有机废物中的可溶性小分子可透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微生物直接汲取利用,而不溶的胶体及简单大分子有机物,则先被吸附在微生物体外,依靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性小分子物质,再输送入细胞内为微生物所利用。
微生物通过自身的生命活动新陈代谢过程,把一部分有机物氧化分解成简洁的无机化合物,如c02、HzO、NH3、P043_、S042~等,从中获得生命活动所需要的能量;同时又把另一部分有机物转化合成新的细胞物质,使微生物增殖。
城市垃圾处理的新技术有哪些
城市垃圾处理的新技术有哪些随着城市的快速发展和人口的不断增长,城市垃圾的产生量也在日益增加。
如何有效地处理这些垃圾,已经成为了城市管理和环境保护的重要课题。
近年来,随着科技的不断进步,出现了许多新的城市垃圾处理技术,为解决垃圾问题提供了更多的可能性。
一、垃圾热解技术垃圾热解是一种在无氧或缺氧的条件下,将垃圾中的有机成分加热分解的技术。
在这个过程中,垃圾被加热到一定温度,有机物质发生热分解反应,产生可燃气体、液体燃料和固体残渣。
可燃气体可以作为能源用于发电或供热,液体燃料经过进一步处理后可用于内燃机,而固体残渣则可以用于建筑材料或进行填埋处理。
与传统的焚烧技术相比,热解技术产生的污染物更少,因为它避免了燃烧过程中氮氧化物和二噁英等有害物质的大量生成。
二、生物处理技术1、堆肥法堆肥是利用微生物将垃圾中的有机物质分解转化为稳定的腐殖质的过程。
城市垃圾中的厨余垃圾、园林废弃物等有机物含量较高的部分适合采用堆肥处理。
经过堆肥处理后的产物可以作为土壤改良剂或有机肥料,用于农业生产,实现垃圾的资源化利用。
然而,堆肥过程需要控制好温度、湿度、通风等条件,以确保微生物的活性和堆肥的质量。
同时,堆肥处理需要较长的时间,而且对于垃圾中的有害物质需要进行前期筛选和处理,否则可能会对土壤造成污染。
2、厌氧消化技术厌氧消化是在无氧的条件下,利用厌氧微生物将垃圾中的有机物分解为甲烷和二氧化碳等气体的过程。
产生的甲烷气体可以用于发电或作为燃料,具有较高的能源回收价值。
这种技术适用于处理高含水率的有机垃圾,如厨余垃圾和污水处理厂的污泥等。
但厌氧消化设施的建设和运行成本较高,而且对垃圾的预处理和操作条件要求较为严格。
三、等离子体气化技术等离子体气化技术是利用等离子体炬产生的高温等离子体将垃圾迅速加热至高温,使垃圾中的有机物气化,生成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气),无机物则转化为熔融态的炉渣。
合成气可以进一步用于发电、生产化学品或作为燃料使用,炉渣可以用于建筑材料。
城市建筑垃圾处理的创新技术与实践案例
城市建筑垃圾处理的创新技术与实践案例近年来,随着城市建设步伐的加快,城市建筑垃圾的产生量也不断增加。
如何高效地处理这些垃圾,成为了当前城市环境保护面临的重要问题。
在这个背景下,城市建筑垃圾处理的创新技术和实践案例应运而生。
一、创新技术1.生物处理技术生物处理技术是一种利用微生物进行处理垃圾的方法。
通过控制好处理过程中的温度、湿度等条件,可以加速微生物分解垃圾的速度,从而达到处理垃圾的目的。
此外,这种技术处理过程中不会产生有害气体或液体,对环境污染较小。
2.热解技术热解技术是一种利用高温对垃圾进行分解的方法。
通过控制高温处理过程中的压力和温度等条件,可以将垃圾分解成可再利用的气体和液体。
这种技术可以有效地减少垃圾的体积,从而大大减少了垃圾处理的成本。
3.物理处理技术物理处理技术是一种将垃圾分离成不同部分,然后对其进行处理的方法。
这种技术在垃圾分类方面应用广泛,通过对垃圾进行分离,可以得到不同种类的垃圾,然后再根据不同垃圾的特点进行处理。
二、实践案例1.上海垃圾分类为了解决垃圾处理难题,上海实行全民垃圾分类政策。
在执行过程中,上海政府采取了多种方法,如对居民进行宣传教育、设立垃圾分类投放点等,从而使得上海市居民垃圾分类率明显提高。
通过这种方法处理垃圾,可以使更多的垃圾得到回收利用,减少垃圾对环境的污染。
2.北京地热能利用北京市采用地热能技术进行垃圾处理,将废弃物和有机物一起加热,在高温条件下进行分解,得到可再利用的气体和液体。
这种方法处理垃圾成本低、效率高,同时还不会对环境造成污染,可谓是一种高效处理城市建筑垃圾的创新技术。
3.武汉垃圾焚烧发电为了实现垃圾处理与资源利用的双重目标,武汉采用了垃圾焚烧发电技术。
该技术通过将垃圾进行高温燃烧,发电的同时还可以减少垃圾对环境造成的污染。
采用这种方法进行垃圾处理,不但减少了对环境的污染,还可以将垃圾变废为宝,实现资源的有效利用。
综上所述,城市建筑垃圾处理的创新技术和实践案例具有重要意义。
有机废弃物的生物降解技术
有机废弃物的生物降解技术有机废弃物的处理一直是环境保护领域的重要议题。
随着人们对环境保护意识的增强,传统的焚烧和填埋处理方式已经不能满足对环境友好的要求。
而生物降解技术作为一种绿色环保的处理方式,逐渐受到人们的关注和重视。
本文将重点介绍有机废弃物的生物降解技术,探讨其原理、应用和未来发展方向。
### 一、生物降解技术概述生物降解技术是利用微生物、酶或其他生物体将有机废弃物降解为无害物质的一种处理方法。
相比传统的焚烧和填埋方式,生物降解技术具有能耗低、无二次污染、资源回收等优点,被认为是一种环保、可持续的废弃物处理方式。
### 二、生物降解技术的原理生物降解技术的原理主要是利用微生物代谢能力和酶的作用将有机废弃物降解为水、二氧化碳和有机物。
微生物是生物降解技术的核心,不同类型的有机废弃物需要不同类型的微生物来进行降解。
在适宜的温度、湿度和氧气条件下,微生物通过代谢过程将有机废弃物降解为简单的无害物质。
### 三、生物降解技术的应用1. **农业废弃物处理**:农业废弃物如秸秆、粪便等可以通过生物降解技术转化为有机肥料,实现资源的再利用,减少化肥的使用,降低农业对环境的影响。
2. **食品废弃物处理**:餐厨垃圾是城市生活中产生的大量有机废弃物,通过生物降解技术可以将其转化为沼气或有机肥料,减少垃圾填埋对环境的污染。
3. **工业废弃物处理**:工业生产中产生的有机废弃物如纺织废水、造纸废渣等可以通过生物降解技术进行处理,减少对水体和土壤的污染。
### 四、生物降解技术的发展趋势1. **微生物改良**:针对不同类型的有机废弃物,研究人员正在开发新的微生物菌种,提高降解效率和适应性。
2. **酶的应用**:酶作为生物降解的催化剂,具有高效、特异性等优点,未来将更广泛地应用于有机废弃物的处理中。
3. **生物降解技术与循环经济的结合**:生物降解技术与循环经济理念相结合,实现废弃物资源化利用,是未来生物降解技术发展的重要方向。
微生物在废弃物处理中的应用
微生物在废弃物处理中的应用废弃物处理一直是一个全球性难题,对环境污染和资源浪费造成了严重影响。
近年来,微生物技术应用于废弃物处理领域,成为一种环保、高效、可持续的解决方案。
本文将介绍微生物在废弃物处理中的应用,包括有机废物处理、污水处理和固体废物处理。
一、有机废物处理有机废物处理涉及食品废料、农业废弃物以及其他有机废料,主要包括废水和废气处理。
微生物可以利用有机废物作为营养源进行生长繁殖,同时分解有机废物中的有害物质,将其转化为无害或低毒的物质。
此外,微生物可以将有机废物转化为能源,如生物甲烷、生物乙醇等可再生能源。
通过微生物堆肥技术,将有机废物与适宜的微生物混合,在氧气供给充足的条件下,微生物分解有机废物,产生大量热能和有机肥料。
这种废物处理方法既能减少气味和温室气体排放,又能有效利用废物资源。
二、污水处理污水处理是保护水资源、防止水体污染和提供清洁饮用水的重要环节。
微生物技术在污水处理中发挥着重要作用。
一种常见的方法是利用微生物降解有机废物,如生活污水中的有机碳、氨氮等。
这种处理方法被称为生物处理,通过微生物降解有机物质,可有效净化污水。
另一种常见的方法是利用微生物处理含有重金属离子的污水。
微生物可以利用某些特定酶对重金属离子进行还原或固定,从而将重金属污染物转化为不易溶解或难以吸收的形态,降低其对环境和生物体的危害。
三、固体废物处理固体废物包括城市垃圾、工业废料等,对环境造成严重污染和资源浪费。
微生物在固体废物处理中的应用主要包括厌氧消化和堆肥。
厌氧消化是一种利用微生物分解有机废物的生物处理方法。
在无氧状态下,微生物降解废物产生甲烷等可燃气体,同时产生有机肥料。
这种方法在处理厨余垃圾等有机废物方面具有广泛应用。
堆肥是将有机废物与特定的微生物混合,在适当的温度、湿度和通气条件下进行分解。
微生物分解有机废物产生的热能使堆体保持一定温度,从而促进有机物的分解和转化。
堆肥处理不仅可以减少废弃物的体积,还能获得有机肥料。
微生物技术在城市生活垃圾处理中的应用
微生物技术在城市生活垃圾处理中的应用(二)甲烷菌利用H2/CO2、醋酸和甲醇甲酸等C类化合物为基质,将其转化为甲烷。
在卫生填埋场中,产甲烷菌群分杆状菌、球状菌和八叠球菌三类。
杆状产甲烷菌通常呈弯曲、链状或丝状,此类细菌有史密斯甲烷短杆菌属、甲酸甲烷杆菌属、巴氏甲烷杆菌属、反刍甲烷短杆菌属、史密斯甲烷杆菌属、嗜热自养甲烷杆菌等;球状产甲烷细菌直径为0.3~5微米,球形细胞呈正圆形或椭圆形,成对排列成链状。
此类细菌有巴氏甲烷八叠球菌、范尼氏甲烷球菌、沃氏甲烷球菌、马氏产甲烷球菌、海生产甲烷球菌及嗜热无机营养甲烷球菌等。
八叠球状产甲烷菌,其细胞繁殖成规则、大小一致的类似砂粒的堆积物,有227巴氏甲烷八叠球菌、巴氏甲烷八叠球菌、嗜热甲烷八叠球菌等[3].2.微生物技术在MSW处理过程中的应用MSW的生物处理主要是利用微生物在一定控制条件下,使有机物发生生物化学降解,形成一种稳定的化合物的过程。
因此,微生物对垃圾中有机物降解的快慢、对有机成分降解的程度直接决定着处理周期的长短和处理效果的好坏,在MSW处理过程中起着决定性的作用。
故MSW生物处理的优劣取决于微生物自身的结构、所处环境下的代谢状况。
目前有很多学者在此方面做出了很大的努力,通过分析某种处理环境下微生物的特性、采用多种方式改变工艺中微生物的数量,质量等,开发出了多种MSW生物处理技术,如:强化微生物(纯种分离、强化接种、添加微生物菌剂、微生物固定化)以及基因诱变等技术。
2.1.强化微生物处理技术强化微生物处理技术是从改变工艺中单位反应器空间内微生物的质量或数量的角度来增强MSW的降解率,从而提高处理效率,缩短处理周期。
2.1.1.纯种分离强化微生物处理技术是从改变工艺中单位反应器空间内微生物的质量或数量的角度来增强MSW的降解率,从而提高处理效率,缩短处理周期。
(1)平板划线分离将已经熔化的培养基倒入培养皿中制成平板,用接种环沾取少量待分离的材料,在培养基表面平行或分区划线,然后,将培养皿放入恒温箱里培养。
微生物在废弃物处理中的应用
微生物在废弃物处理中的应用废弃物处理一直是一个全球性的难题,随着人类社会的发展和经济的增长,废弃物的数量也不断增加。
传统的废弃物处理方法往往效率低下,不环保,并且对人体健康有潜在的威胁。
而微生物在废弃物处理中的应用则成为了一种非常有效且可持续的解决方案。
本文将探讨微生物在废弃物处理中的应用,并介绍其在城市垃圾处理、污水处理以及农业废弃物处理中的具体案例。
一、微生物在城市垃圾处理中的应用城市垃圾处理一直是一个困扰城市发展的问题。
传统的城市垃圾处理方法主要包括焚烧和填埋,但这些方法对环境造成严重污染,并且浪费资源。
而微生物技术在城市垃圾处理中的应用则成为了一种经济、高效、环保的选择。
首先,微生物可以通过厌氧发酵的方式将有机垃圾转化为有价值的沼气。
沼气不仅可以用作燃料或发电,还可以作为替代化石燃料的能源。
此外,厌氧发酵还可以得到有机肥料,用于农田的种植,实现废弃物的资源化利用。
其次,微生物可以降解城市垃圾中的有害物质。
例如,一些细菌和真菌可以降解塑料,将其分解为可再利用的原料。
这对于解决塑料垃圾大量积聚的问题具有重要意义。
最后,微生物技术还可以用于处理城市垃圾中的有毒有害物质。
一些微生物具有吸附、分解和转化有毒物质的能力,可以将有害物质转化为无害物质,从而减少对环境和人类健康的危害。
二、微生物在污水处理中的应用污水处理是一个关系到人类卫生和环境保护的重要问题。
传统的污水处理方法主要包括物理和化学处理,但这些方法往往需要大量的能源和化学药剂,并且对环境造成二次污染。
而微生物技术在污水处理中的应用则可以实现高效、经济和环保的处理效果。
首先,微生物可以通过生物降解的方式去除污水中的有机物。
一些细菌和藻类可以分解有机物,将其转化为无毒的无机化合物。
此外,微生物还可以去除污水中的营养物质,防止水体富营养化。
其次,微生物可以去除污水中的有害物质和重金属离子。
一些微生物具有吸附和沉淀有害物质的特性,可以有效净化污水。
城市垃圾处理新技术的研究与应用
城市垃圾处理新技术的研究与应用第一章:引言随着城市化进程的加速,城市垃圾处理已经成为城市管理的重要问题之一。
传统的垃圾处理方式往往是焚烧或填埋,这种方式不仅浪费资源,还会对环境造成很大的污染。
因此,研究和应用新技术,改善垃圾处理的现状已成为了当今的迫切需求。
第二章:城市垃圾处理的现状传统的城市垃圾处理方式有焚烧和填埋两种方式,这两种方式都存在很大的弊端。
焚烧会释放大量的废气和二氧化碳,对环境造成污染,并且耗费能源;填埋则会对土地造成大量占用并且容易导致垃圾渗漏和污染地下水。
此外,由于大量的城市垃圾并没有得到有效的处理,导致了社会和环境上的问题。
第三章:城市垃圾处理新技术的研究1.生物处理技术生物处理技术是一种利用生物反应器处理垃圾的方法,通过微生物的代谢将枯萎的有机物质转化成高价值的化合物。
生物处理技术的优点是能够将有害的有机物质转化为可用的有机物质,并且不会产生二氧化碳等有害气体。
2.水热处理技术水热处理技术是一种将垃圾和水混合加热至高温高压状态下,将有机物转化为海藻糖和其他有用的化学物质的技术。
这种技术的优点是可以有效的处理腐烂的有机物质,并且可以产生有用的化学物质。
3.焚烧发电技术焚烧发电技术是一种将垃圾燃烧后产生蒸汽驱动涡轮发电机的技术。
这种技术的优点是可以将垃圾减少到至少一半,并且可以利用焚烧后释放的热能产生电力。
第四章:城市垃圾处理新技术的应用1.生物处理技术的应用生物处理技术主要应用在厨余垃圾和有机垃圾的处理中。
例如,以往堆放在沙滩或者公园的落叶和树枝等有机物质,生物处理技术可以将其转化为有用的有机物质,还可以生产出很多的肥料等。
2.水热处理技术的应用水热处理技术已经在美国的许多地方得到了应用。
例如在苏丹市,利用水热处理技术将垃圾转化为海藻糖和其他的有用化学物质,能够有效的处理垃圾,还可以通过销售成品来获得收益。
3.焚烧发电技术的应用焚烧发电技术已经得到了广泛的应用,能够对垃圾进行有效的处理,并且可以利用产生的热能来发电,不仅能够减少污染,还可以节约大量的能源。
常见的污水生物处理方法
常见的污水生物处理方法污水处理是指将含有有机物、无机物和微生物等污染物的污水经过一系列的处理过程,使其达到国家规定的排放标准,以保护环境和人类健康。
其中,污水生物处理方法是一种常见且有效的处理方式。
下面将详细介绍几种常见的污水生物处理方法。
1. 活性污泥法活性污泥法是一种基于微生物代谢作用的处理方法。
它通过将污水与含有大量微生物的活性污泥混合,利用微生物的生长、吸附、降解等作用,将污水中的有机物、氨氮等进行去除。
该方法具有处理效果好、稳定性高、运行成本低等优点,被广泛应用于城市污水处理厂。
2. 曝气法曝气法是一种利用氧气供给微生物进行降解有机物的处理方法。
在曝气池中,通过机械或者气体喷射等方式将空气或者纯氧注入污水中,使污水中的微生物得到充分的氧气供应,从而促进有机物的降解。
曝气法适合于处理高浓度有机物的污水,如食品加工废水、酿酒废水等。
3. 人工湿地法人工湿地法是一种利用湿地植物和微生物对污水进行净化的处理方法。
通过构建人工湿地系统,将污水通过湿地植物的根系和湿地介质的过滤作用,去除污水中的悬浮物、有机物和营养物质。
人工湿地法具有处理效果稳定、运行成本低、景观效果好等优点,被广泛应用于农村和城市的小型污水处理。
4. 厌氧消化法厌氧消化法是一种利用厌氧微生物降解有机物的处理方法。
在无氧条件下,将污泥或者污水置于厌氧消化池中,通过厌氧微生物的代谢作用,将有机物转化为甲烷气和二氧化碳等产物。
该方法适合于处理高浓度有机物的污泥和污水,如农畜禽养殖废水、厨余垃圾等。
5. 固定化生物膜法固定化生物膜法是一种利用生物膜降解有机物的处理方法。
通过在填料、膜片等载体上固定微生物,使其形成生物膜,然后将污水通过固定化生物膜床,利用微生物的降解作用去除污水中的有机物。
固定化生物膜法具有处理效果稳定、运行稳定性好、抗冲击负荷能力强等优点,被广泛应用于工业废水处理。
总结起来,常见的污水生物处理方法包括活性污泥法、曝气法、人工湿地法、厌氧消化法和固定化生物膜法。
绿色环保技术中的生物处理技术
绿色环保技术中的生物处理技术绿色环保技术是当今社会可持续发展的重要组成部分,其中生物处理技术起着至关重要的作用。
生物处理技术是利用自然界中存在的微生物或其产生的酶来分解、降解、转化和去除有害物质的过程,具有环保、能源节约、效果显著等优点。
本文将从生物处理技术的发展历程、工作原理及其在环保方面的应用进行探讨。
一、生物处理技术的发展历程生物处理技术早在19世纪末期就已经开始应用于废水处理。
20世纪初,人们开始利用生物处理技术处理城市垃圾和农业废弃物。
20世纪60年代,人们发现了高效微生物菌群,使得生物处理技术的效率大大提高。
随着科技的不断发展,生物处理技术也得到了长足的进步。
如今在环保领域,生物处理技术被广泛应用于废水处理、固体废物处理、污泥处理以及空气处理等多个领域。
二、生物处理技术的工作原理生物处理技术主要包括生物滤池、生物过程反应器、曝气池、好氧运动池等。
以废水处理为例,生物处理技术主要工作原理是利用特定的微生物来分解和氧化有机物质。
在分解、降解有机物质的过程中,微生物会吸收和利用污染物,产生二氧化碳和水等无害物质,从而达到治理污染的目的。
同时,生物滤池等设备将水的氧化还原电位从中性转变为负极性,使得各种微生物的生长繁殖变得更为容易,进而提高处理效果。
三、生物处理技术在环保方面的应用1. 废水处理废水处理是生物处理技术最为广泛的应用领域。
生物处理技术通过将污水浸泡在特定环境中,促进细菌和其他微生物的生长和繁殖,最终将污水中的有机物质分解成不具有污染性的物质和水。
生物处理技术不仅能够处理市政污水、工业废水等大量的泥浆和污水,同时能够在较短时间内达到净化水质的目标并使经过处理的水质符合相关的环保要求。
2. 废弃物处理生物处理技术不仅能够用于处理废水,还能够处理其他废弃物和垃圾。
生物降解技术可以降解各种有机废弃物、城市垃圾等,为我们节约了更多的土地资源。
通过加速有机物质的分解和降解,以微生物为催化剂可大大减少废物的体积和质量,从而减少固废处理的过程中产生的环境污染和二次污染。
生活垃圾处理技术研究
生活垃圾处理技术研究引言随着城市化进程的加速,生活垃圾不断增多,给城市环境带来了巨大的威胁。
传统的垃圾处理方式已经不能满足当今城市垃圾处理的需求,因此开发新的处理技术对于促进城市环保事业具有重要的意义。
一、生活垃圾处理技术概述生活垃圾处理技术主要包括物理处理技术、化学处理技术、生物处理技术三类。
物理处理技术主要是指利用物理手段对生活垃圾进行加工、分类和分离的方法。
例如通过筛分、压缩、破碎、磁性分选等手段对垃圾进行初次处理,减少投放数量和体积。
化学处理技术采用化学手段将生活垃圾分解为有价值的物质。
例如利用酸碱反应、高温氧化、微生物菌斑等手段将垃圾中的有机物和无机物分离出来。
生物处理技术是将垃圾通过生物反应器的作用,使细菌分解有机物。
例如采用厌氧发酵、好氧处理等方法,将垃圾进行分解处理,使其转化为肥料、沼气和能源等有价值的产品。
二、生活垃圾处理技术的应用1. 物理处理技术的应用物理处理技术在垃圾处理过程中的应用非常广泛。
磁性分选技术在分离废旧电器、塑料等物品中的占比较大;筛分技术应用范围较广泛,可以在分离有机和无机物且去除杂质中选用。
压缩技术可以将垃圾压缩,使得垃圾量减小,便于存储、运输。
2. 化学处理技术的应用化学处理技术在垃圾处理中的应用比较少,主要因为其处理过程中产生的污染物较多,处理成本也较高。
目前,该技术主要应用于废弃充电宝镍铜锌等有毒物质的回收。
3. 生物处理技术的应用生物处理技术是当今垃圾处理技术中最为先进的一种技术,可以最大程度地分解垃圾中的有机物,生产出肥料、沼气等有价值的物质。
例如采用好氧处理的方法可以将有机物氧化分解,将液体处理后可降低COD,TDS等指标;采用厌氧处理的方法可以生产出可用于生产电能、汽油和其他液体燃料的沼气。
三、生活垃圾处理技术的前景展望随着城市化进程不断加速,城市垃圾的总量不断增加。
未来,新型能源的需求会不断增加,因此利用垃圾作为新型能源开发的主要方向之一将会更加广泛。
利用微生物学原理处理城市生活垃圾
利用微生物学原理处理城市生活垃圾城市生活垃圾是社会生产活动的产物,也是城市化进程加速和城市人口快速增长的直接结果。
城市生活垃圾的处理一直是城市环境卫生的重要问题之一。
传统的城市生活垃圾处理方法主要包括填埋和焚烧两种,但这些方法对环境的影响较大,存在许多问题。
因此,越来越多的人开始探索利用微生物学原理处理城市生活垃圾的新方法。
微生物学是研究微生物及其在自然界和生产中的活动规律和应用基础的一门学科。
城市生活垃圾中含有大量的生物有机物,微生物可以利用这些有机物进行生物降解,在降解过程中产生二氧化碳、水和有机物等无害物质。
因此,利用微生物学原理处理城市生活垃圾,不仅可以达到治理环境的目的,而且可以减少对环境的损害。
微生物处理城市生活垃圾的方法主要包括堆肥、厌氧处理和生物干化等。
堆肥是将城市生活垃圾放置在一个密闭的容器内,与大量微生物共同作用,形成稳定的有机肥料。
堆肥过程中,微生物分泌酶类降解垃圾中的有机物质,同时产生大量热量,可以为堆肥提供温度条件。
此外,有利于造成压积的垃圾的去水分和一部分厌氧菌的死亡。
通过堆肥处理的城市生活垃圾,不仅可以成为一种可用的有机肥料,而且减少了城市环境中的有机物质排放,具有很高的环保价值。
厌氧处理是将城市生活垃圾放入密闭的生物反应器中,利用厌氧微生物降解有机物质。
厌氧微生物分解有机物质后,会因为产生大量的气体而造成反应器内部的压力增加。
在反应器设有相应的气体处理装置并控制反应器内气体的排放,反应器内部就可以保持负压状态,并且可以将产生的沼气利用起来,达到资源化利用。
此外,采用厌氧处理的城市生活垃圾可以从根本上解决垃圾填埋场铺盖技术控制的难题。
生物干化是将城市生活垃圾放入密闭的生物反应器中,在低于水分释放限制的情况下,微生物降解垃圾中的有机物质,在短时间内完成有机物质降解和物料的减量,同时可产生代替化工肥料的干湿物质分离培菌料。
生物干化的主要特点在于反应器内的温度和气固相平衡,可以有效降低垃圾体积,达到垃圾无害化处理的效果。
垃圾资源化处理的技术和方法
垃圾资源化处理的技术和方法随着城市化的不断发展,城市垃圾的数量也随之增加,提高垃圾资源化处理效率,减少进入填埋场的垃圾量成为各大城市环卫部门必须面对的问题。
而垃圾资源化处理就是一种有效的方式,它不仅能够减少垃圾填埋带来的环境问题,还能够将垃圾转化为燃料和其他有用物质。
下面就来分析垃圾资源化处理的技术和方法。
一、生物处理技术生物处理技术是一种环保型、经济型的垃圾资源化处理方法。
通过利用微生物的代谢能力,将有机物转化为无害的二氧化碳和水。
生物处理技术主要有堆肥、厌氧消化和好氧消化等。
堆肥是将有机废弃物进行表面栽培,使其自然腐熟,形成肥料。
而好氧消化不仅分解有机废弃物,还能生成有用的甲烷气体,这种气体可用于发电或供热。
厌氧消化能够分解有机物质,最终产生的水和渣还能够进行再处理,使废物得到最大程度的利用。
二、垃圾焚烧技术垃圾焚烧技术是将垃圾通过高温燃烧,使垃圾减量,达到资源化的目的。
与填埋相比,焚烧技术能够大幅度降低垃圾占地面积,同时也能够发电、供热。
垃圾焚烧技术要求垃圾中的无机物含量较低,因为焚烧无机物会产生大量的气体污染物,这对环境造成很大的负担。
因此,在使用垃圾焚烧技术的同时,也要对垃圾进行分类处理,使得焚烧过程中能够尽量降低气体污染物的排放。
三、物理处理技术物理处理技术是将垃圾通过机械和物理方法进行分离和分级,从而将垃圾中的有用物质分离出来,再进行处理和利用。
物理处理技术主要有磁选、气浮、筛分和手工分选等。
机械筛分可以将垃圾中的大部分有用物质分离出来,然后通过人工分拣和进一步分类,最终实现垃圾的几乎100%的资源化利用。
物理处理技术能够让垃圾中的有害物质降至最小,并将有用物质达到最大程度利用。
总结垃圾资源化处理已经成为了减少垃圾填埋量和资源利用的重要手段。
各种技术和方法的运用,除了能够大幅度降低占用土地和污染环境的资源利用,还能带动整个经济产业链的发展。
这不仅是一个环保的责任,更是一个历经整合、提升整体效益的战略转型。
生物降解技术与生物处理方法
生物降解技术的应用领域
废水处理
生物降解技术广泛应用于生活污水和工业废水的处理,通过微生物 的代谢作用将有机污染物分解为无害物质,实现废水的净化。
废气处理
生物降解技术也可用于处理废气中的有机污染物,通过微生物的代 谢作用将有害气体转化为无害物质。
固体废弃物处理
生物降解技术可用于处理城市生活垃圾、农业废弃物等固体废弃物, 通过微生物的代谢作用将其分解为无害物质。
总结词
环保、高效的废气处理技术
详细描述
生物滤池是一种利用微生物降解废气的处理 技术。废气通过生物滤池时,微生物将废气 中的有害物质转化为无害的物质,如二氧化 碳和水蒸气等。该方法具有环保、高效、低 成本的优点,广泛应用于工业废气处理和城 市污水处理等领域。
06
未来展望
生物降解技术的发展趋势
01
02
03
高效降解酶的研发
利用基因工程技术,开发 具有更高活性和稳定性的 降解酶,提高生物降解效 率。
微生物降解
深入研究微生物降解机制 ,发掘更多具有降解能力 的微生物资源,拓展生物 降解的应用范围。
联合生物处理技术
结合多种生物处理技术, 如厌氧、好氧、序批式反 应器等,实现更高效、稳 定的生物降解。
生物处理方法的改进方向
应用领域比较
生物降解技术
主要用于有机污染物的降解,如农药、染料、油脂等,也可用于废塑料、聚合 物等的降解。
生物处理方法
广泛应用于废水处理、废气处理、固废处理等领域,包括活性污泥法、生物膜 法、厌氧生物处理等方法。
优缺点比较
生物降解技术优点
环保安全,对有机污染物降解彻底, 无二次污染,同时可实现废物资源化 利用。
02
生物处理方法概述
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城市垃圾的生物处理技术班级:姓名:指导老师:摘要:生物技术是实现城市垃圾无害化和资源化的一种有效手段。
重点阐述了城市垃圾生物处理的基本原理及3种主要的生物处理方法,简要介绍了城市垃圾生物处理方法中的一些新技术及发展趋势,为寻找适合我国国情的垃圾处理技术提供一些参考。
关键词:城市垃圾;生物处理原理;生物处理技术。
正文:城市垃圾处理是环境污染控制的重要课题之一。
城市垃圾也称城市固体废物,是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。
目前,我国每年城市垃圾产量已超过1.3亿吨,并有资料报道,我国城市垃圾的产量还将以平均每年8%~10%的速度继续增长,北京等少数几个大城市增长速度还将达到15%~20%[1]。
令人担忧的是,大量的城市垃圾目前的处理方式也只是在城市周围堆放或简易填埋,达到无害化处理基本要求的不足20%[2],无论从环境还是社会角度考虑,这都是急需尽快给予重视与解决的社会问题。
随着居民生活水平的提高,垃圾中的有机物含量迅速增加。
采用生物技术将其进行生物降解或生物转化,不仅可以有效处理城市垃圾,而且可以实现资源的再利用。
因此,与物理法、化学法相比,生物处理技术具有更广阔的发展前景。
1.城市垃圾生物处理的原理各种动植物、微生物,对自然界存在的各种有机物都有降解作用,其中微生物的降解作用最大。
凡自然界存在的有机物,几乎都能被微生物降解。
生物处理就是依靠自然界广泛分布的微生物,通过生物转化,将城市垃圾中易于生物降解的有机组分转化为腐殖质肥料、沼气或其他转化产品(如饲料蛋白、乙醇或糖类),从而达到城市垃圾无害化和资源化的一种处理方法。
根据处理过程中起作用的微生物对氧气需求的不同,生物处理可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。
1.1好氧生物处理基本原理好氧生物处理是一种在有氧的条件下,利用好氧微生物使有机物降解并稳定化的生物处理方法。
城市垃圾中往往含有大量的生物组分的大分子及其中间代谢产物如纤维素、碳水化合物、蛋白质、脂肪、氨基酸、脂肪酸等,这些有机物一般都较容易为微生物降解。
在好氧生物降解过程中,有机废物中的可溶性小分子可透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微生物直接吸收利用,而不溶的胶体及复杂大分子有机物,则先被吸附在微生物体外,依靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性小分子物质,再输送入细胞内为微生物所利用。
微生物通过自身的生命活动——新陈代谢过程,把一部分有机物氧化分解成简单的无机化合物,如c02、HzO、NH3、P043_、S042~等,从中获得生命活动所需要的能量;同时又把另一部分有机物转化合成新的细胞物质,使微生物增殖。
1.2厌氧生物处理基本原理厌氧生物降解是在无氧条件下,利用厌氧微生物的代谢活动,将有机物转化为各种有机酸、醇、CH4、H2S、c02、NH3、H2等和少量细胞物质的过程。
它是一个多类群细菌的协同代谢过程。
在此过程中,不同微生物的代谢过程相互影响,相互制约,形成复杂的生态系统。
2.城市垃圾生物处理的方法目前,对于可生物降解的城市垃圾的处理,世界各国主要采用堆肥、卫生填埋、厌氧发酵等处理方法。
2.1堆肥法堆肥法是指在人工控制条件下,利用自然界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生物,使来源于生物的有机废物分解,向比较稳定的腐殖质进行生化转化的微生物过程。
垃圾堆肥是目前广泛应用且经济有效的处理和消纳城市垃圾的重要途径之一,通过生物处理技术将生活垃圾中的有机物质转变成优质的有机肥料,具有良好的环境效益和社会效率。
根据堆肥过程中微生物对氧气的需求情况不同,可分为好氧堆肥和厌氧堆肥。
通常好氧堆肥堆温高,一般在55℃~60℃,极限可达80℃,故也称高温堆肥。
与传统的厌氧堆肥相比,好氧堆肥具有基质分解彻底、发酵周期短、异味小、占地面积小、可大规模采用机械处理等优点,因而好氧堆肥技术的应用已较为普遍。
但随着“垃圾能源学”的产生,有机垃圾的厌氧堆肥技术也得到了广泛关注与快速发展,鉴于好氧技术与厌氧技术各自的特点,在未来的垃圾处理技术应用中,好氧堆肥和厌氧堆肥技术将综合运用,这也是堆肥技术发展大势所趋。
根据堆肥过程中物料运动形式分为静态堆肥和动态堆肥;按堆肥堆制方式,可分为露天式堆肥(野积式堆肥)和装置式堆肥(封闭式堆肥)。
堆肥的发展趋势是由静态堆肥向动态堆肥,露天式堆肥向装置式堆肥的方向发展。
就目前我国城市垃圾组成现状而言,静态堆肥较为适用,但随着人民生活水平的提高,垃圾组成中有机物含量将高达50%--70%,对于未来高有机物含量组成的垃圾则必须采用动态堆肥b J技术。
此外,在静态堆肥基础上发展起来的间歇式动态好氧堆肥处理技术也具有一定优势,例如发酵周期短,处理工艺简单,发酵仓数少和投资小。
传统的堆肥法存在发酵时间长,产生臭味且肥效低等问题。
近几年来,人们借助于微生物选育技术,加强了对降解能力强的高效菌种的研究,将这些菌种应用于垃圾堆肥处理中,不但能有效加快堆肥材料的腐熟,缩短发酵周期,提高堆肥产品质量等,而且温度高,能有效杀灭某些病原体、寄生虫卵和杂草种子等,且能控制臭气【3】|。
2.2卫生填埋法卫生填埋法是从传统的堆放和填地处理的基础上发展起来的,始于20世纪60年代,其原理与厌氧堆肥相同,都是利用好氧微生物、兼性厌氧微生物和专性厌氧微生物对垃圾中的有机物进行分解转化,使之最终达到稳定化。
卫生填埋法虽然速度慢、占地多、减量少,且存在渗滤液污染水体的问题,但由于这种方法简单易行,造价和处理成本低,至今仍然是土地辽阔的国家或城市以及发展中国家处理城市垃圾的主要方法。
用于卫生填埋的垃圾有机物含量不应太高,以免带来严重的地下水、空气和周围环境的污染问题。
现阶段,由于我国城市垃圾中无机物含量高,填埋后比较稳定;产生的臭味比较小,不会使大气质量恶化;渗出液也较少,对地下水影响小,因此,卫生填埋技术在我国城市垃圾处理领域的主导地位,占处理总量的70%以上,这在今后相当长一段时间将不会改变。
国家环境保护总局2002年10月向社会公布的处理城市垃圾的国家行动方案规定,今后我国的城市垃圾将进行填埋处理,并把垃圾填埋产生的气体收集起来发电。
城市垃圾的最新填埋处理技术是生物反应器填埋场,它是通过有目的的控制手段强化微生物过程从而加速垃圾中有机组分转化和稳定的一种卫生填埋场运行方式。
控制手段一般包括液体(水、渗透液)注入、备选覆盖层设计、营养添加、pH值调节、温度调节和供氧等。
该技术具有生物降解速度快,稳定化时间短,填埋场产气量高、收集完全,一般无需复杂的渗透液处理设施等特点。
与传统卫生填埋场相比,大大减少了场外后处理费用。
生物反应器填埋场已在美国获得广泛重视,已被认为可能是对垃圾处理的革新。
2.3厌氧发酵法厌氧发酵亦称沼气发酵,是指有机物在厌氧微生物(或兼氧微生物)的作用下分解转化为沼气的过程。
由于该技术工艺简单,成本低廉,而且严格密封的沼气池还能提高原料的肥效和杀灭寄生虫卵。
在欧洲,有机垃圾厌氧消化处理量已占有机垃圾量的25%。
国内厌氧消化应用最广泛的是农村沼气发酵,而在城市垃圾处理方面的应用,除少量废水处理厂的污泥进行厌氧处理外,真正城市垃圾进行厌氧消化处理的很少见报道。
厌氧发酵,在降解和稳定有机污染物同时,还产生了一种十分宝贵清洁能源——沼气。
因此,国内外许多学者都在积极研究并开发一些新型的厌氧发酵技术。
例如,近年来,逐步形成的以湿式完全混合厌氧消化、厌氧干发酵、两步厌氧消化等为主的工艺形式。
此外,国内学者在运用先好氧后厌氧发酵技术和新型厌氧消化器处理城市有机垃圾方面,也取得了很好的效果。
我国是人口大国也是能源需求大国,如果把我国城镇排放的有机废物作为沼气发酵原料,每年便可获得90亿立方米沼气,相当于节约100万吨标准煤。
因此,如何利用现有沼气技术,开发适合我国具体情况的厌氧发酵处理技术,从垃圾中回收沼气,不仅具有极大的经济意义,而且具有积极的社会意义。
3.城市垃圾生物处理的新技术展望3.1生产醇类城市垃圾中含有纤维素、淀粉和糖等有机质,微生物厌氧代谢这些有机物时,可产生一些例如乙醇、甲醇等醇类高效燃料。
乙醇可用以稀释汽车用油或其他发动机用油,使功效提高10%~15%。
巴西、美国早已成为利用糖类、谷物淀粉类和纤维素类发展燃料酒精的典范,美国燃料乙醇的总装置能力达到约840万t/a。
英国、荷兰、德国、奥地利、泰国、南非等许多国家的政府均已制定规划,积极发展燃料酒精工业。
目前的方向是,希望利用含纤维素物质如锯末、蔗渣、破旧报纸、有机垃圾等各种废物制取酒精。
我国有人采用微生物酶制剂对有机垃圾酶解后,用酒精酵母对有机垃圾进行厌氧发酵生产乙醇。
结果表明,在适宜的条件下,每吨垃圾可生产70~90L酒精,这为城市有机垃圾的再生利用,发展新能源,找到一条新的途径。
3.2生产氢气氢是目前最理想的清洁燃料之一,每千克氢燃烧可放出142ⅣU的热量,是煤的3~4倍。
生物制氢思路于1966年提出,在20世纪90年代受到空前重视,其中微生物发酵法是一种有前景的氢气制备方法。
许多微生物类群具有可降解大分子有机物产氢的特点,因而可以利用城市垃圾中的植物茎叶、家庭厨余等可再生能源废弃物产生大量氢气。
产氢气的微生物有异养微生物和自养微生物。
氢气产生菌产生的氢气,目前主要应用于燃料电池方面。
如产气荚膜梭菌在含有葡萄糖培养基的10L发酵罐中,产H2速度最高可达18--23L/h,并进而利用所产生的H2推动3.1--3.5V燃料电池的工作。
由于微生物的产氢机制和条件还在研究过程中,所以该类微生物能源的使用尚处试验阶段。
需要解决的问题是寻找和筛选活性菌株,解决分离H2和02的方法等。
中科院微生物研究所筛选了产氢活性较高的菌株,并对其产氢活性进行了研究【4】。
3.3合成微生物塑料聚口一羟基烷酸(poly—j3一hydroxyalkanoates,PHAs)是许多原核微生物在不平衡生长条件(如缺乏氮、磷、氧等)下合成的胞内能量和碳源储藏性聚合物。
PHAs具有与化学合成塑料相似的性质,能拉丝、压模、注塑等,而且具有化学合成塑料所没有的特殊性能,如利用其生物相容性可作为外科手术缝线、人造血管和骨骼代用品,术后无需取出。
因而在工业、农业、医药和环保等行业都具有广阔的应用前景。
PHAs可以用可降解的有机固体废弃物合成,而城市垃圾中含有大量可降解的有机固体废弃物,从目前已获得的研究成果可以展望,利用城市垃圾合成PHAs是生物合成PH魅的一条新途径,它的研究将受到人们的广泛重视,在2l世纪将有可能成为塑料工业发展的一个新方向。
【5】垃圾处理是城市可持续发展所必须解决的一个重大问题,处理的目的是使垃圾资源化、减量化、无害化。
微生物在垃圾“三化”中起着积极与重要的作用,利用微生物降解垃圾中有机物,不仅投资和运行费用低,处理效率高,而且还可获得许多有用的副产品,如沼气、饲料、蛋白、酒精等。