污泥厌氧消化简介 PPT
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污泥的处理与处置污泥厌氧消化(Anaerobic Digestion)PPT课件
(4) More susceptible to changes in environmental conditions
Anaerobic microorganisms especially methanogens are prone to changes in conditions such as temperature, pH, redox potential, etc.
P354
淀粉酶 葡萄糖
乙酸
丁酸
乳酸
甲酸
丙酸
戊酸
五、厌氧消化的机理和过程
Anaerobic Degradation of Protein
P354
蛋白酶
寡肽 肽酶
氨基酸
五、厌氧消化的机理和过程
Anaerobic Degradation of Fat
P354
脂肪酶，磷脂酶
甘油
纤维糖 半乳糖
磷脂 糖脂 胆碱
四、厌氧消化的特点
Comparison between Anaerobic and Aerobic Processes
Anaerobic
Aerobic
Organic loading rate
High loading rates:10-40 kg COD/m3-day Low loading rates:0.5-1.5 kg COD/m3-day (for high rate reactors, e.g. AF,UASB, E/FBR) (for activated sludge process)
The process is more robust to changing environmental conditions
五、厌氧消化的机理和过程
Anaerobic microorganisms especially methanogens are prone to changes in conditions such as temperature, pH, redox potential, etc.
P354
淀粉酶 葡萄糖
乙酸
丁酸
乳酸
甲酸
丙酸
戊酸
五、厌氧消化的机理和过程
Anaerobic Degradation of Protein
P354
蛋白酶
寡肽 肽酶
氨基酸
五、厌氧消化的机理和过程
Anaerobic Degradation of Fat
P354
脂肪酶，磷脂酶
甘油
纤维糖 半乳糖
磷脂 糖脂 胆碱
四、厌氧消化的特点
Comparison between Anaerobic and Aerobic Processes
Anaerobic
Aerobic
Organic loading rate
High loading rates:10-40 kg COD/m3-day Low loading rates:0.5-1.5 kg COD/m3-day (for high rate reactors, e.g. AF,UASB, E/FBR) (for activated sludge process)
The process is more robust to changing environmental conditions
五、厌氧消化的机理和过程
污水处理常规工艺 厌氧生物处理PPT课件
当有机负荷率适中， 最佳状态 pH在7~7.5 当有机负荷率较低，稳定但低效pH>7.5
第16页/共82页
消化池的设计
• 消化池的有效容积V 根据投配率或有机物负荷设计 V=Wi/P V消化池的有效容积 Wi湿污泥投入量 P污泥投配率，％中温6～8％、高温10～16％
• 按有机物负荷设计更合理
V=BOD*Q/q Q为流量 q为BOD容积负荷，中温1.6～6.5kg/m3*d
厌氧消化微生物进行酸化转化的能力强，速率快，对环境条件的适应能力也强；而 进行气化转化的能力相对较弱，速率也较慢，对环境的适应能力也较脆弱。这种 前强后弱的特征使两个转化速率保持稳定平衡颇为困难，形成了三种发酵状态。
当有机物负荷率很高，酸性发酵状态，是一种低效而又不稳定的发酵状态，应尽量 避免。pH<7
生化阶段 物态变化 生化过程
菌群
Ⅰ
表1 有机Ⅱ物厌氧消化过程 Ⅲ
液化（水解） 酸化（1）
酸化（2）
气化
大分子不溶态 有机物转化为 小分子溶解态
有机物
小分子溶解态 有机物转化为 （H2+CO2）及 I、II两类产物
II类产物转化 为（H2+CO2）
及乙酸等
CH4、CO2等
发酵细菌
产氢产乙酸细 菌
甲烷细菌
第13页/共82页
（3）pH和酸碱度 甲烷细菌对pH的要求很严格 产酸菌要求环境介质pH在4.5～ 8。 产甲烷菌要求在中性附近。在 6.8～7.8较适宜。
适宜范围6.8-7.2,保持20003000mg/L碱度以提供足够的缓 冲能力。 实测值应在7.2-7.4之间。
（4）毒物 重 金 属 、 其 他 对 厌 氧 过 程 起第抑14制页/共82页
第16页/共82页
消化池的设计
• 消化池的有效容积V 根据投配率或有机物负荷设计 V=Wi/P V消化池的有效容积 Wi湿污泥投入量 P污泥投配率，％中温6～8％、高温10～16％
• 按有机物负荷设计更合理
V=BOD*Q/q Q为流量 q为BOD容积负荷，中温1.6～6.5kg/m3*d
厌氧消化微生物进行酸化转化的能力强，速率快，对环境条件的适应能力也强；而 进行气化转化的能力相对较弱，速率也较慢，对环境的适应能力也较脆弱。这种 前强后弱的特征使两个转化速率保持稳定平衡颇为困难，形成了三种发酵状态。
当有机物负荷率很高，酸性发酵状态，是一种低效而又不稳定的发酵状态，应尽量 避免。pH<7
生化阶段 物态变化 生化过程
菌群
Ⅰ
表1 有机Ⅱ物厌氧消化过程 Ⅲ
液化（水解） 酸化（1）
酸化（2）
气化
大分子不溶态 有机物转化为 小分子溶解态
有机物
小分子溶解态 有机物转化为 （H2+CO2）及 I、II两类产物
II类产物转化 为（H2+CO2）
及乙酸等
CH4、CO2等
发酵细菌
产氢产乙酸细 菌
甲烷细菌
第13页/共82页
（3）pH和酸碱度 甲烷细菌对pH的要求很严格 产酸菌要求环境介质pH在4.5～ 8。 产甲烷菌要求在中性附近。在 6.8～7.8较适宜。
适宜范围6.8-7.2,保持20003000mg/L碱度以提供足够的缓 冲能力。 实测值应在7.2-7.4之间。
（4）毒物 重 金 属 、 其 他 对 厌 氧 过 程 起第抑14制页/共82页
污水生物处理厌氧PPT.
第三，认同和回应。你可以对客户说，“你有这样的想法，我认为这是可以理解的”。你这么一说，客户肯定会说，“我们总算找到共 同语言了”。其实并非如此，只不过这里有一个技巧性问题而已。
（一） 概述
4、厌氧生物的分类
（3）上流式厌氧污泥床（UASB）
颗粒污泥的扫描电镜照片（运行180天）—— 产甲烷丝菌
（二）上流式厌氧污泥床反应器
2、UASB设计参数
有机负荷：通常采用中温消化时，有机负荷常取 2~3kgCOD/(m3·d)。在高温下为4~6 2~3kgCOD/(m3·d)。 上流式厌氧污泥床反应器厌氧滤池，厌氧硫化床等新型厌氧 工艺的有机负荷在中温下为5~15 2~3kgCOD/(m3·d)。
进水配水系统：进水必须在反应器底部均匀分配，确保各单位 面积的进水量基本相同。
污泥床的溶剂一般占整个UASB反应 区的30％左右。SVI10～20mL/g.
污泥悬浮层占整个UASB反应区的70％，污泥浓度15000～ 30000mg/L。
沉淀区位于反应器顶部，作用是使由于水流作用而随水流进入 出水区的絮凝性污泥沉淀下来，重新回到反应区。
（二）上流式厌氧污泥床反应器
1、UASB的结构
三相分离器：为了防止细小污泥或悬浮物被洗出，可以在出水 堰前设置挡板；处理非常稀的废水时由于上流速度较大，污 泥增长缓慢，因此常需要较复杂的三相分离器以保留污泥； 为了防止某些废水产生的泡沫，可以在三相分离器的集气室 内安装喷雾嘴。
操作条件复杂，对环境条件的要求比好氧法严格 必须注意安全，消化池、储气罐、沼气池等必须绝对密封，
严禁明火或电火花
（一） 概述
4、厌氧生物的分类
（1）厌氧接触法
同好氧完全混合一样，泥、 水在反应器内充分接触， 在沉淀池内进行泥水分 离。污泥回流是进水量 的2~4倍。
（一） 概述
4、厌氧生物的分类
（3）上流式厌氧污泥床（UASB）
颗粒污泥的扫描电镜照片（运行180天）—— 产甲烷丝菌
（二）上流式厌氧污泥床反应器
2、UASB设计参数
有机负荷：通常采用中温消化时，有机负荷常取 2~3kgCOD/(m3·d)。在高温下为4~6 2~3kgCOD/(m3·d)。 上流式厌氧污泥床反应器厌氧滤池，厌氧硫化床等新型厌氧 工艺的有机负荷在中温下为5~15 2~3kgCOD/(m3·d)。
进水配水系统：进水必须在反应器底部均匀分配，确保各单位 面积的进水量基本相同。
污泥床的溶剂一般占整个UASB反应 区的30％左右。SVI10～20mL/g.
污泥悬浮层占整个UASB反应区的70％，污泥浓度15000～ 30000mg/L。
沉淀区位于反应器顶部，作用是使由于水流作用而随水流进入 出水区的絮凝性污泥沉淀下来，重新回到反应区。
（二）上流式厌氧污泥床反应器
1、UASB的结构
三相分离器：为了防止细小污泥或悬浮物被洗出，可以在出水 堰前设置挡板；处理非常稀的废水时由于上流速度较大，污 泥增长缓慢，因此常需要较复杂的三相分离器以保留污泥； 为了防止某些废水产生的泡沫，可以在三相分离器的集气室 内安装喷雾嘴。
操作条件复杂，对环境条件的要求比好氧法严格 必须注意安全，消化池、储气罐、沼气池等必须绝对密封，
严禁明火或电火花
（一） 概述
4、厌氧生物的分类
（1）厌氧接触法
同好氧完全混合一样，泥、 水在反应器内充分接触， 在沉淀池内进行泥水分 离。污泥回流是进水量 的2~4倍。
污泥消化进展PPT课件
）
2-4
消化污 泥固体 浓度（
％）
4-6
4-6
4-6
2023/12/31
高负荷消化池平均运行指数
消化温度 投配率
(℃)
（％）
35
6
消化时间 PH值 产气量
有机物分解程度
（h）
（m3/m3） （％）
17
7.2 9
35.2
2023/12/31
2023/12/31
8.厌氧填料床
厌氧填料床运行资料
项目 有机物负荷（㎎COD/L*min）
• 用化学方程式表示： C5H7NO2+5O2 5CO2+2H2O+NH3 C5H7NO2+7O2 5CO2+3H2O+NO3-+H+
2023/12/31
污泥稳定的评价指标
• 定性指标：稳定的污泥无臭味，易脱水，稠 度均匀，褐色。
• 定量指标： 1）污泥吸氧速率<0.1-0.15kgO2/kgVSS.d 2）VSS去除率>40%
污泥消化进展
1、好氧消化
• 定义：污泥在敞开式的消化池中，不需 加热，在供氧充分的条件下氧化分解有 机物。
• 充氧方式：表面曝气、射流曝气或鼓风 曝气的任何形式（微孔曝气除外）
2023/12/31
2023/12/31
好氧消化池构造
• 好氧消化室：进行污泥消化； • 泥液分离室：使污泥沉淀网流并把上清液排除
碱性稳定化
• 碱性稳定化是在污泥中加入石灰或水泥窑灰等碱性物 质,使污泥ｐＨ>12并保持一段时间,利用强碱性和石灰 放出的大量热能杀灭病原体、降低恶臭和钝化重金属, 处理后污泥可直接施用于农田。
2-4
消化污 泥固体 浓度（
％）
4-6
4-6
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2023/12/31
高负荷消化池平均运行指数
消化温度 投配率
(℃)
（％）
35
6
消化时间 PH值 产气量
有机物分解程度
（h）
（m3/m3） （％）
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7.2 9
35.2
2023/12/31
2023/12/31
8.厌氧填料床
厌氧填料床运行资料
项目 有机物负荷（㎎COD/L*min）
• 用化学方程式表示： C5H7NO2+5O2 5CO2+2H2O+NH3 C5H7NO2+7O2 5CO2+3H2O+NO3-+H+
2023/12/31
污泥稳定的评价指标
• 定性指标：稳定的污泥无臭味，易脱水，稠 度均匀，褐色。
• 定量指标： 1）污泥吸氧速率<0.1-0.15kgO2/kgVSS.d 2）VSS去除率>40%
污泥消化进展
1、好氧消化
• 定义：污泥在敞开式的消化池中，不需 加热，在供氧充分的条件下氧化分解有 机物。
• 充氧方式：表面曝气、射流曝气或鼓风 曝气的任何形式（微孔曝气除外）
2023/12/31
2023/12/31
好氧消化池构造
• 好氧消化室：进行污泥消化； • 泥液分离室：使污泥沉淀网流并把上清液排除
碱性稳定化
• 碱性稳定化是在污泥中加入石灰或水泥窑灰等碱性物 质,使污泥ｐＨ>12并保持一段时间,利用强碱性和石灰 放出的大量热能杀灭病原体、降低恶臭和钝化重金属, 处理后污泥可直接施用于农田。
废水的厌氧生物处理污水污泥ppt课件
4
氧的溶入和氧化态、氧化剂的存在：Fe3+ 、Cr2O72- 、NO3-、SO42-、 PO43-、H+会使体系中电位升高，对厌氧消化不利。
高温消化——500～600mv，50～55℃
中温消化——300～380mv，30～38℃
产酸菌对氧还—还电位要求不甚严格＋100～－100mv
产甲烷菌对氧还—还电位要求严格＜－350mv
有毒物质的最高容许浓度与处理系统的运行 方式、污泥驯化程度、废水特性、操作控制条 件等因素有关。
18
一、厌氧工艺的有关术语
（1）上流速度（表面速度或表面负荷） （2）水力停留时间（HRT） （3）反应器中的污泥量 （4）反应器的有机负荷（OLR）：分为容积负荷
（VLR）和污泥负荷（SLR）。 (5)污泥体积指数（SVI）
Ⅱ、pH及碱度
pH主要取决于三个生化阶段的平衡状态，原液本身的pH和发酵系统
中产生的分压（20.3～40.5kpa），正常发酵pH＝7.2～7.4，有机负荷
太大，水解和酸化过程的生化速率大大超过产气速率。将导致水解产物
有机酸的积累使pH下降，抑制甲烷菌的生理机能，使气化速率锐减，所
以原液pH＝6～8，发酵过程有机酸浓度不超过3000mg/L为佳（以乙酸
过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废 水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化 碳等物质的过程，也称为厌氧消化。 二、厌氧消化过程
厌氧消化过程划分为三个连续的阶段：即水 解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。
10
11
二、 厌氧消化的三个阶段和COD转化率
此过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成， 一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从乙酸 或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量的l/3后者 约占2/3。
厌氧消化原理 ppt课件
个具有不同功能的不同种微生物,在厌氧消化这样一个生态环境中共同生存、相互依赖、
相互制约的生态平衡系统。
产生挥发性脂肪酸的微生物
消耗挥发性脂肪酸产生甲hort and long rod-shaped bacteria, Methanogens: (1) Methanosarcina sp.; (2)
固体废物处理与资源化
Treatment and Disposal of Solid Waste
环境工程专业必修课程
第8章 有机废物厌氧消化处理技术
Copyright Wuhan University 2015
第一节 概述
Copyright Wuhan University 2015
8.1 概述
• The second stage is to treat the waste coming out of the septic tank which contains a large number of germs and pathogens. This is achieved by using a
Copyright Wuhan University 2015
M. P. Bryant. Microbial Methane Production--Theoretical Aspects. J ANIM SCI. January 1979 vol. 48 no. 1: 193-201.
Copyright Wuhan University 2015
(2) diplococcus in chains (probably Streptococcus- filamentous microorganisms morphologically similar
污泥厌氧消化简介
污泥厌氧消化应用
03
污泥减量
污泥减量
污泥厌氧消化过程中，有机物在厌氧菌的作 用下转化为沼气，同时产生大量沉淀物，实 现污泥的减量。
减量效果
通过污泥厌氧消化，污泥的体积可减少约30%-50% ，减轻了后续处理和处置的负担。
减量机制
厌氧菌分解有机物产生沼气，同时生成固形 物沉淀，使得污泥的体积和质量降低。
污泥厌氧消化简介
汇报人：可编辑 2024-01-11
目 录
• 污泥厌氧消化概述 • 污泥厌氧消化技术 • 污泥厌氧消化应用 • 污泥厌氧消化问题与解决方案 • 污泥厌氧消化未来发展
污泥厌氧消化概述
01
定义与特点
定义
污泥厌氧消化是一种生物处理技术， 通过厌氧微生物的作用，将污泥中的 有机物转化为沼气和稳定的剩余物。
能源回收
能源回收
通过收集和利用污泥厌氧消化 产生的沼气，可以将其转化为 热能或电能，实现能源的回收
利用。
回收效率
沼气的热值较高，可达到 5500kJ/m3，通过合理利用 ，沼气的能源回收率可达到
60%-70%。
经济效益
能源回收利用能够降低能源消 耗，减少对外部能源的依赖， 同时为污水处理厂带来经济效
厌氧消化过程
预处理
为确保污泥的稳定性和消化效率，需要对污泥进行适当的预处理， 如调质、加热等。
消化过程
厌氧消化过程分为三个阶段，即水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段 。每个阶段都有特定的微生物参与，并产生相应的代谢产物。
产物利用
厌氧消化产生的沼气可作为能源回收利用，剩余物可作为肥料或土壤 改良剂。
污泥厌氧消化技术
02
厌氧消化技术分类
完全混合式厌氧消
污泥消化机理PPT课件
初沉池污泥 剩余污泥 混合污泥
碳水化合物（％）
32.0
16.5
26.3
脂肪，脂肪酸（％） 35.0
17.5
28.5
蛋白质（％）
39.0
66.0
45.2
碳氮比 （／1）
9.40-10.35 4.60-5.01 6.80-7.50
从C／N看，初次沉淀池污泥比较合适，混合污泥次之， 而活性污泥不大适宜单独进行厌氧消化处理
方法：泵加水射器搅拌法；消化气循环搅 拌法和混合搅拌法等
搅拌与否产气量与投配率关系
投配率（%）
产气量 （m3/m3）
搅拌 不搅拌
1
2
3
4
5
29.71 20.34 17.42 14.31 13.95
18.60 13.85 11.60 10.20 9.16
投配率（%）
6
7
9.93 8.48 7.86
某些物质的浓度对消化的影响
促进反应
浓度 （mg/L）
对反应轻微抑制 严重抑制反应
50-200 100-200 75-150 200-400 100-200
1500-3000 2500-4500 1000-1500 2500-4500 3500-5500
>3000 8000 3000 12000 8000
积的百分数 表达式：
v’——新鲜污泥量，m3／d； n——污泥投配率，％；
v——消化池的有效容积，m3
• 说明： • 投配率过高，消化池内脂肪酸可能积累，pH值
下降，有机物分解程度减少，污泥消化不完全 产气量下降，消化池容积大。 投配率与产气量的经验公式：
• 投配率过低．污泥消化较完全，产气串较高， 消化池容积大，基建费用增高。
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生产可销售的清洁能源 生产环境友好的纯净燃料 生产可循环利用的产品
厌氧消化过程的环境优势
最小化温室气体排放 最小化臭味问题 产生稳定卫生的末端产物 最小化末端产物量 最大化废物的回收利用
厌氧消化过程的经济优势
最节省成本的生命周期 作为替换生物处理过程的最佳投资 稳定的运行消耗 可预估投资回收时间
厌氧消化过程的经济基础
* 生物燃气的净能源销售总收入 * 末端固体产物的销售收入 * 门槛费 * 环境价值费？
厌氧消化的首要优势
最小化臭味问题 最小化填埋土地的要求 预防环境衰落
厌氧消化过程的典型基质
- 生物废物，食品废物 - 混合家庭废物的生物部分 - 工业可生物降解废物，污泥，屠宰场废物 - 农业固体和污泥废物，绿色废物 - 市政污泥，工业污泥
根据选择的技术不同决定使用一同或分开处理
厌氧消化过程的末端产物
- 生物燃气 (甲烷 60 – 65%) - 固体腐殖质
厌氧消化过程的产物应用-生物气体
* 电能和热能（热电联产） * 纯热能（锅炉燃料） * 生产蒸汽（蒸汽发电机的燃料） * 汽车燃料（生物甲醇） * 分区冷却（新应用）
厌氧消化过程的产物应用-腐殖质
* 用于土壤改善 * 土壤混合物（含有泥沙和其他惰性物质） * 园林美化 * 覆盖填埋场 * 焚烧（不明智的处理）
处理过程中的有机负荷控制
干固体
可
挥
发
60%
性
固
体
灰
分
40%Leabharlann 处理过程中的有机负荷控制干固体
消化
可
挥
发
60%
性
固
体
干固体
可挥发性固体 50%
可挥发 性固体
43%
灰
分
40%
灰 分
57%
微生物
氧
蛋白质 碳水化合物 脂肪
消
水解作用
化
的
氨基酸 单糖
脂肪分解菌 蛋白质分解菌 纤维素分解菌
降
发酵和酸化作用
发酵细菌
解
脂肪酸
流
发酵和酸化作用
程
乙酸 水
水解细菌
产甲烷作用
甲醛 二氧化碳
产甲烷细菌
厌氧消化过程的一般优势
自然方法 小面积要求 最小化填埋土地要求 最小化对环境的有害影响
厌氧消化过程的能源优势
厌氧消化过程中的现象
产甲烷细菌在无氧的条件下对可生物降解物质的分解作用 生物燃气是甲烷和二氧化碳的混合物
厌氧消化过程中的现象
适用于处理很多可生物降解物质 固体有机污染物
（食品废物，生物废物，蔬菜水果废物，食品工程 废物，绿色废物）
污泥
（市政污水厂和食品工厂的污泥，农业废物）
过程
厌
物质
有机颗粒物质
厌氧消化过程的环境优势
最小化温室气体排放 最小化臭味问题 产生稳定卫生的末端产物 最小化末端产物量 最大化废物的回收利用
厌氧消化过程的经济优势
最节省成本的生命周期 作为替换生物处理过程的最佳投资 稳定的运行消耗 可预估投资回收时间
厌氧消化过程的经济基础
* 生物燃气的净能源销售总收入 * 末端固体产物的销售收入 * 门槛费 * 环境价值费？
厌氧消化的首要优势
最小化臭味问题 最小化填埋土地的要求 预防环境衰落
厌氧消化过程的典型基质
- 生物废物，食品废物 - 混合家庭废物的生物部分 - 工业可生物降解废物，污泥，屠宰场废物 - 农业固体和污泥废物，绿色废物 - 市政污泥，工业污泥
根据选择的技术不同决定使用一同或分开处理
厌氧消化过程的末端产物
- 生物燃气 (甲烷 60 – 65%) - 固体腐殖质
厌氧消化过程的产物应用-生物气体
* 电能和热能（热电联产） * 纯热能（锅炉燃料） * 生产蒸汽（蒸汽发电机的燃料） * 汽车燃料（生物甲醇） * 分区冷却（新应用）
厌氧消化过程的产物应用-腐殖质
* 用于土壤改善 * 土壤混合物（含有泥沙和其他惰性物质） * 园林美化 * 覆盖填埋场 * 焚烧（不明智的处理）
处理过程中的有机负荷控制
干固体
可
挥
发
60%
性
固
体
灰
分
40%Leabharlann 处理过程中的有机负荷控制干固体
消化
可
挥
发
60%
性
固
体
干固体
可挥发性固体 50%
可挥发 性固体
43%
灰
分
40%
灰 分
57%
微生物
氧
蛋白质 碳水化合物 脂肪
消
水解作用
化
的
氨基酸 单糖
脂肪分解菌 蛋白质分解菌 纤维素分解菌
降
发酵和酸化作用
发酵细菌
解
脂肪酸
流
发酵和酸化作用
程
乙酸 水
水解细菌
产甲烷作用
甲醛 二氧化碳
产甲烷细菌
厌氧消化过程的一般优势
自然方法 小面积要求 最小化填埋土地要求 最小化对环境的有害影响
厌氧消化过程的能源优势
厌氧消化过程中的现象
产甲烷细菌在无氧的条件下对可生物降解物质的分解作用 生物燃气是甲烷和二氧化碳的混合物
厌氧消化过程中的现象
适用于处理很多可生物降解物质 固体有机污染物
（食品废物，生物废物，蔬菜水果废物，食品工程 废物，绿色废物）
污泥
（市政污水厂和食品工厂的污泥，农业废物）
过程
厌
物质
有机颗粒物质