易腐生活废弃物生物代谢稳定工艺(何品晶)

1、易腐生活废弃物生物代谢稳定工艺（何品晶）1. 研究的背景与方向      易腐生活废弃物指的是城市生活垃圾中生物可降解类垃圾（食品残余、纸等）、城市污水厂污泥和农村养殖与种植废弃物等生物源废弃物。这些废弃物的产生量大，可导致一系列严重的水环境和居住卫生环境问题的产生。       易腐生活废弃物的特点是： 1 ）具有良好的生物可降解性； 2 ）产生状态所含的有害物质含量甚微，因此适宜于生物过程处理。生物处理过程以废弃物生物质的代谢降解为核心，代谢稳定的产物可在土壤生态体系中循环利用，某些代谢过程

2、中的产物具有资源化价值。因此，以生物代谢稳定过程为基础的生物处理技术是处理易腐生活废弃物的主要适用技术。       易腐生活废弃物生物处理技术目前主要有二类工艺形式：一类是以好氧生物代谢为基础的堆肥化和好氧消化工艺；另一类是以厌氧生物代谢为基础的厌氧产沼和厌氧消化工艺。二类工艺均有实用化的例证。       应用的易腐生活废弃物生物处理工艺包含很多处理环节，但其核心是生物代谢过程，其他如预处理、后处理等工艺环节，或是直接为代谢过程的优化提供原料调整，或是对代谢产物作进一步的性质调整以更好地改善

3、产物的可利用性，是从属于或受控于生物代谢过程的辅助环节。对于易腐生活废弃物的生物处理，其工艺优化的关键显然是生物代谢稳定过程，对生物代谢稳定过程的实验研究，是发展与优化易腐生活废弃物生物处理工艺的基本研究手段。       本实验依托环境科学与工程学院固体废物处理与资源化实验室的基本科研实验平台，设计并向本科生开放下列具体方向（步骤）的综合性实验：         易腐废弃物好氧、厌氧代谢稳定化过程跟踪观察实验；        

4、; 代谢稳定化跟踪过程中，代谢反应器内代表性细胞物质量的变化测定；         液固相耦合易腐废弃物厌氧消化工艺实验。       以上三个具体方向的实验中，第一个方向的实验是对易腐废弃物生物可代谢特性进行评价分析的实验，是研究易腐废弃物生物稳定化的基础实验，也代表了进行有关工艺实验研究的基本过程；第二个方向的实验是利用对反应混合物中代表细胞物质量的典型成份（磷酸酯）测定来分析代谢过程中微生物量变化的分析方法试验，是进行废弃物生物代谢工艺研究的基本（且是特征性的）分析方法；第三个方

5、向的实验是将厌氧污泥液相消化与易腐生活垃圾固相厌氧消化耦合的工艺实验，是易腐废弃物生物代谢稳定化具体工艺形式的发展实验。三个具体方向的实验能全面培养参与学生从事环境工程废弃物生物代谢工艺发展的实验研究能力，是学生得到创新技术研究的理论与动手能力积累的机会。       上述设计的实验对学生能力发展的意义在于：         学生通过自主完成一个完整的工艺实验过程能全面了解本专业新技术发展研究的过程，理解发展研究的思路与基本架构方法；     &

6、#160;  能通过实验过程更扎实地掌握本专业新技术实验发展的具体技能。    2. 实验的基础与内容     上述设计开放的综合性实验方向，其基本的方法及典型结果均有可信且详尽的文献记载，可保证试验的可行性。环境科学与工程学院固体废物处理与资源化研究所现承担“十五” 863 课题“城市生活垃圾生态填埋成套化技术及设备”和国家重大科技专项专题“村镇垃圾与农业废弃物污染控制技术与工程示范”等课题，其研究方向与实验方向一致，有关的实验内容均有操作积累，且有进行试验必需的实验平台支撑，可为学生完成实验提供指导人员和支撑设备两方面的

7、优越条件。      实验的基本内容：        取生活污水厂污泥和厨余（食品类）垃圾测定其基本理化特性；        预培养好氧与厌氧生物代谢菌群；        以预培养菌接种，将废弃物在控制环境条件的好氧和厌氧模拟代谢反应器中进行代谢稳定化，并跟踪观察稳定化过程中衍生物产生与固相组分变化的规律；        准备与发展反应混合物磷酸酯测定方法，

8、取上述反应器中的混合物，分阶段观察其中微生物量的变化规律；        设计污泥与垃圾耦合厌氧消化实验工艺，完成实验装置装配，实施实验，观察与分析实验现象；        根据实验结果，分析环境条件与废弃物厌氧、好氧代谢稳定化过程的关系，讨论适宜环境条件；分析厌氧耦合消化的物料转化过程，评价工艺的可行性。     考虑到环境科技创新实验的开放延续时间较长，不同时期参加实验的学生的基础能力和时间安排有不同的特点，上述实验内容可根据具体情况作适当的调整，以安

9、排适合具体组别学生情况的实验计划，但均能保证学生独立完成完整的实验过程。    3. 实验要求        学生应在了解实验背景和目的及基本内容后，独立地进行相关文献的查阅，并完成实验方案设计、论证；         在指导教师的辅助与引导下，自主完成实验装置的装配，分析测定药剂配制与仪器准备；         自主运行实验装置，掌握实验数据记录格式设计，记录数据整理与分析的方法；  

10、       在指导教师的督导下，学习并实施相关大型分析仪器的分析操作；         进行试验结果讨论分析与推演，掌握依据实验结果推演到结论的思维过程；         实验结果应与相关的文献数据具有可对照性。      达到这些实验要求，就能保障学生参加环境科技创新实验培养目的的实现，使学生掌握本专业工艺发展实验的基本过程和方法，学会文献检索、实验设计和实验实施等创新人才

11、必备的方法技能，深化对本专业知识的全面认识和各门课程知识的融会贯通。    4. 学生应具备的基础知识         微生物学基本知识          化学基本知识          分析化学的基本技能        固体废物处理基本知识    5. 实验过程    

12、60;第一阶段：学生通过检索和查阅有关文献资料，设计出试验方案，包括实验目的，原理，装置构思，所需设备仪器、试剂，操作步骤。      第二阶段：指导教师审查学生提交的实验设计方案后，根据实验室环境条件等具体情况，与学生讨论并修正设计方案，确定试验计划，提供相关装置设备。      第三阶段：学生按自己设计的方案进行全过程操作（包括溶液配制，安装试验装置，采样等），试验完成后整理实验数据，对试验结果进行分析评价，提交正式试验报告。      第四

13、阶段：教师对实验报告进行评价，并将评价意见反馈给学生。   6. 实验人数：每组实验学生数为 35人   7. 实验时数：学生实验室实验时间为54学时   8. 学 分：2学分   9. 质量控制      学生提交实验报告后，经指导教师初审合格后，将实验方案、实验原始数据纪录、实验报告等提交环境科技创新实验质量审核小组，对学生的实验质量进行审核（必要时，可对学生进行面试答辩），经审查合格后，给予学分。对不合格的实验，要求学生补充实验，直到达到实验标准为止。   10. 其它      学生选修本实验的程序，按学院统一的选课程序实施；外专业学生也可选修和参加本实验。   11参考资料  何