微生物与固废、废气处理

（一）垃圾问题的特点 “四最问题” 1、最晚得到重视： （较之大气污染和水污染） 2、最具综合性的环境问题： （伴随大气污染和水污染） 3、最难得到处置： （因为组成复杂且多变） 4、最贴近的环境问题： （最贴近日常生活）
（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。