第五章 固体废物的生物处理

这是一篇关于第五章 固体废物的生物处理的思维导图，包含好氧堆肥处理、 厌氧消化处理、固体废物的其他生物处理技术等内容。

第五章 固体废物的生物处理

• 好氧堆肥处理
  • 好氧堆肥基本原理 好氧堆肥是在通气条件好，氧气充足的条件下，好氧菌对废物进行吸收、氧化以及分解的过程。好氧微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多生物体。
  • 好氧堆肥过程 细菌、放线菌和真菌等好氧微生物通过自身的生命活动，即氧化、还原与合成等过程把一部分被吸收的有机质氧化成简单的无机质，提供微生物生长所需要的能量。一部分有机质转化成微生物合成新细胞所需要的营养质。好氧堆肥从废物堆积到腐熟的生化过程比较复杂，按发酵温度的不同，好氧发酵过程分为潜伏、中温，高温和腐熟四个阶段。
  • 影响因素 1.供氧量。2.含水量。3温度和有机物含量。4.颗粒度。5.C/N比和C/P比
  • 堆肥工梦 目前常用的堆肥工艺主要有如下几类 (1)好氧静态堆肥工艺。（2)间歇式好氧动态堆肥工艺。（3)连续好氧动态堆肥工艺。现代化的堆肥厂一般采用好氧堆肥工艺，通常是由前处理、主发酵、后发酵、后处理脱臭及贮存等工序组成。
  • 好氧堆肥设备 堆肥的设备包括分选、破碎、发酵、烘干、运输等设备，专用发酵设备，主要设备一般分为立式发酵器与卧式发酵器。
  • 评价指标 腐熟度是衡量堆肥进行程度的指标，是指堆肥中的有机物经过矿化、腐殖化过程最后达到稳定的程度。
• 厌氧消化处理
  • 基本原理 厌氧消化指有机质在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细菌将可生物降解的有机物分解为甲烷，二氧化碳，水和硫化氢的消化技术。目前主要有二段理论、三段理论与四段理论。三段理论：(1) 水解阶段。(2)产酸阶段。(3)甲烷化阶段。两段理论：将厌氧消化过程分成两个阶段，即酸性发酵阶段和碱性发酵阶段。
  • 影响因素 1.厌氧条件。2.原料配比。3.温度。4.pH 值。5. 添加物和抑制物。6.接种物。7.搅拌条件。
  • 发酵工艺 厌氧发酵工艺类型较多，按发酵温度、发酵方式、发酵级差的不同进行分类，用较多的是按发酵温度划分厌氧发工艺类型。1.高温厌氧发酵工艺。2.自然温度厌氧发酵工艺。
  • 厌氧消化装置 厌氧消化池也称为厌氧消化器。消化罐是装置的核心部分，附属设备有气压表、导气管、出料机、预处理设备(粉碎、升温、预处理池等)、搅拌器等。
  • 污泥稳定 1.概述 污泥中的有机物在无氧条件下，被细菌降解为以甲烷为主的气体和稳定的污泥(称消化污泥)。污泥消化处理可分好氧消化和厌氧消化两类，其目的是为了稳定初沉池污泥、剩余活性污泥和腐殖污泥，以利于污泥后续处理。 2.影响污泥消化的主要因素 （1）温度。（2）pH值。（3）碳氮比。（4)固体停留时间。（5）污泥粒径。 3.污泥消化池的搅拌 混合搅拌是提高污泥厌氧消化效率的关键条件之一，没有搅拌的厌氧消化池，池内料液必然存在分层现象。透过搅拌可消除分层，增加污泥与微生物的接触，使进泥与池中原有料液迅速混匀，并促进沼气与消化液的分离，同时防止浮渣层结壳。 4.消化池的构造 污泥消化池的形式有多种，按径高比可分为三类:高型、中型和低型。 5.消化池的设计计算 首先选择消化的池型，然后确定池的数目和单池容积，再根据池型选择各部分的尺寸圆柱形消化池与卵形消化池的基本结构尺寸，然后再进行工艺计算、加热保温系统设计和搅拌设备设计。 6. 沼气(消化气)的收集和利用 污泥和高浓度有机废水的厌氧消化均会产生大量沼气。在设计消化池时必须同时考虑相应的沼气收集、储存和安全等配套设施，以及利用沼气加热入流污泥和池液的设备。
• 固体废物的其他生物处理技术
  • 微生物浸出 早期应用于贫矿、尾矿废渣 U、Zn、Mn、As、NiCo Mo等的处理中。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过程，称为微生物浸出，也称为生物冶金。微生物冶金主要用于回收矿业固体中的有价金属，如铜、金、铀、钻、镍、锰、锌、银、铂、钛等金属，尤其是铜、金等金属。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、氧化铁杆菌、氧化硫铁菌等。生物冶金机理分为细菌的直接作用和细菌的间接催化作用。微生物浸出工艺包括漕浸、堆浸和原位浸出。三种方法都要注重温度、酸度、通气和营养物质对菌种的影响，促使细菌能最佳的发挥浸矿作用。
  • 固体废物的糖化 利用生物酶的催化作用，催化水解含纤维素的固体废物，回收精制转化产品的工艺已受到国内外的重视。1.固体废物制取葡萄糖。2. 固体废物生产单细胞蛋白。
  • 固体废物生产酒精 许多含纤维素、淀粉和糖类的废物都可用来发酵生产酒精。如稻草、玉米秆、麦秆、王米芯以及废弃腐烂的水果等。1.糖质废物的酒精发酵。2.废纤维素水解制取酒精。3.淀粉质原料的酒精发酵。
  • 虹蚓处理垃圾 从20 世纪 70 年代开始就展开了用虹蚓处理垃圾的研究，蚯蚓处理城市生活垃圾与垃圾资源产业化的绿色环保路线应运而生。主要利用蚯蚓的生命活动来处理易腐有机废物，已受到世界各国的极大关注，各国对蚯蚓的研究和利用已在更大范围内进行，并发展成为一种新型的产业。