固体废物的处理与处置

1、固体废物处理和处置trent ment and disposal of solid waste，化学与环境科学学院college of che mistery and environmental science，第2，8章生物处理技术，第1节概述第2节固体废物堆肥技术第3节固体废物重点：好氧中高温堆肥工艺原理和工艺控制技术和方法，厌氧消化处理的技术原理，生化机理。难点：生物切换(或生物代斯)力学和厌氧灭火器结构设计参数的选择和计算。第4，1节概述定义：固体废物生物处理技术的本质是生物切换技术。这是指人类通过多种手段利用微生物所具有的巨大氧化分解有机物转化为无机物的生物能源。实现可降解固体有机物

2、的稳定、资源化、减缩。5，好氧生物处理法：在供氧条件下，利用好氧微生物的新陈代谢分解固体有机物，将其转换为相对低能位、低分子量物质，在稳定的同时释放热量，减轻和无害化效果明显。厌氧生物处理法：利用无氧微生物的新陈代谢作用，分解固体有机物，将其转化为简单稳定的化合物，同时释放能量(大部分能量以CH4形式出现)，部分有机物转化为新的细胞质群，减量和资源化效果明显。6，意义：消化固体废物，实现可降解有机固体废物的三化。促进人类社会和自然界的物质循环，改良土壤，保护农田。沼气回收、堆肥生产、合成微生物蛋白、葡萄糖等。展望：城市生活垃圾、污泥、人畜粪便、农业秸秆等固体废弃物中含有丰富的生物固体有机物，来

3、源广泛、数量庞大，目前全球自然资源和能源严重不足的情况下，开发固体废物生物处理技术，回收和利用固体废物中包含的大量有用物质和能源，具有深远的意义和前景。7，2节固体废物堆肥技术1，基本概念2，原料来源和品质管制3，堆肥原理4，堆肥过程5，堆肥设备6，堆肥过程技术参数和7，堆肥成熟度和质量标准，8，1，堆肥(composting)(欧洲，美国):在控制条件下，微生物分解固体、半固体有机物的好氧中温或高温，产生稳定腐殖质的过程(不同于简单的好氧或厌氧堆肥)。10，堆肥包含了你的茄子意思。堆肥化的原料是生物的固体有机物(Bio-Mass)。堆肥过程在人工控制条件下进行。作用的主体是微生物，作用的过程

4、是生化过程。产物是稳定的腐蚀。11，堆肥的功效和作用堆肥：有机固体废弃物是经过堆肥处理的成品(或产品)，主要由松散的多孔腐殖质组成。堆肥中的腐殖质可以改善土壤的物理、化学和生物特性，提高肥料效率，使土壤环境保持在适合农作物的良好状态。，12，使土质柔软多孔，增加保守性、透气性和渗透性，改善土壤的物性。腐殖质具有正电荷，有助于在化肥上吸附和粘贴氮钾等阳离子，保持土壤养分，提高肥力。腐殖质和酸性土壤的活性铝等结合可以抑制活性铝和磷酸的结合，促进有机质分解和氮肥等养分供应。缓解肥料过程、气候等条件恶化对农作物的影响，起到缓冲作用。堆肥中的氮肥几乎都以蛋白质形式存在，经过氮微生物分解或硝酸盐氮被植物吸

5、收，因此可以在不损害农作物的情况下维持土壤的器官肥力。能促进植物根的发育和生长，提供CO2。13，使用堆肥时，要注意成熟堆肥活的微生物。其耗氧量低于未成熟的堆肥，但仍容易变成厌氧状态，使用时要充分注意。给农田施肥的时候，不要问堆肥，最好让土壤表面暴露在空气中。新鲜堆肥要用做底肥。粗堆肥最适用于粘质、污泥和结板块土壤。微堆肥用于干燥、撤离和沙子多的土壤。城市垃圾堆肥C/N牙齿大。也就是说，氮含量低，最好和氮肥一起使用。最好不要出现土壤的“氮饥饿”现象。堆肥可以装在密封的袋子里搬运或保存，必要时在袋子里打开空气流通口。14，2，原料来源及质量管理人员：可用作堆肥处理的废物种类多种多样，有城市生活垃

6、圾、农业秸秆、木屑、树皮、污泥、厌氧发酵残渣等多种来源。目前我国堆肥化原料主要是生活垃圾粪便或生活垃圾生活污泥农业秸秆粪便，15，质量管理A，密度(用中):适合堆肥的垃圾密度为350-650KG/M3。b组，成分(湿质)%:有机物为20%，容易腐烂的物质(动物植物性)，灰(15毫米为碎石，15毫米为石灰)，废品(纸类，布，塑料，金属，玻璃)d，碳/氮比(C/N):适合堆肥的C/N比为20:130:1；e，粒度：适合堆肥的材料粒度为12-60mm，蔬菜类容易腐烂的废弃物大小可能稍大。16，3，好氧堆肥机械好氧堆肥在通风条件及游离氧存在的情况下，按照好氧微生物(即好氧细菌)的分解发酵作用进行。如果

7、将废弃物中的有机物标记为CaHbOcNd，将堆肥产品(耐火有机物)中的有机物标记为CwHxOyNz，则好氧降解代斯过程可以表示为CaHbOcNd 0.5 NY 2S R-CO2N CWHXOYNZD H2O(气体)f H2O(液体)。堆肥化过程通常是根据积层温度变化的主要标志，堆肥化过程为A，潜伏阶段，又名驯化阶段，堆肥中的微生物适应新环境，在冠热沉积中驯化，形成优势菌群的过程。b、中温阶段、堆肥初期，积层基本上是中温，温性微生物比较活跃，利用堆肥中的可溶性有机物旺盛繁殖。c，高温阶段，肥料堆温度上升到45以上，进入高温阶段。d，腐烂阶段，内源性呼吸后期只剩下难以分解的有机物和新形成的腐殖质，

8、此时微生物活性下降，发热减少，温度下降。18，A，预处理：分离，粉碎，调质，材料，菌种驯化，给药和酶制剂，有机调理剂和膨胀剂等，有助于发酵过程的正常进行。b，主发酵：直到温度上升开始下降为止的发酵过程。c .后发酵：是指将主发酵的半成品中未分解的有机物分解成腐殖质、氨基酸等相对稳定的有机物和完全腐败的堆肥产品的过程。d，后处理：包括杂志分离、除臭剂、精制过程等。e，精炼：根据用途和需求破碎，添加N，P，K等添加剂生产复合肥料或固体化造粒等。F.保管：净化后，散装堆肥产品可以直接销售给客户或保管。4、堆肥工艺、19、堆肥技术分类根据堆肥工艺技术的发展，将历史及工艺特征分类如下：厌氧堆肥好氧堆肥化

9、露天(开放)式堆肥化密封堆肥发酵袋堆肥发酵袋堆肥发酵袋堆肥发酵袋堆肥化人工土法堆肥化机械化堆肥化静态发酵堆肥化动态(机械化)发酵化，20，堆肥化过程，通风方式翻转胸墙实现，生产效率高，成本低，占用面积大。周期：发酵周期约为3-4周。强制通风式固定堆发酵工艺特点：材料堆肥化过程不倾覆，氧气供应通过机械吸入将空气渗透到材料堆内来实现。主要优点是占地面积小，生产效率高，周边环境好，运营管理方便，但堆肥成本相对高。周期：发酵存档周期通常为3周。21，5，堆肥设备堆肥化设备根据堆肥工艺过程，包括饲料供应设备预处理设备一次发酵设备二次发酵设备后处理设备产品整理设备等。供应设备：部族域名、仓储、流入材料、起

10、重机等。预处理设备：破碎包机、撕裂机、分选机、混合搅拌机等。发酵设备：第一发酵设备，第二发酵设备等。后处理设备：分选机、干燥组装机、配料器、包装机等。其他设备：除臭装置、污水排放和处理装置、配电和控制装置、22，6、堆肥工艺技术参数和控制1、通风作用和控制2、含水量和控制3、仓库内温度和控制4、有机质含量5、颗粒性6、碳氮比(C/N) 7调节发酵仓库内堆积层的温度等。a、堆肥过程需氧量计算(见下一页)B、通风方法和控制主要方法，通常使用积层温度变化来控制风量。利用氧气消耗率(或氧气的吸收率)作为测定堆层内生物氧化作用及有机质分解率的指标，利用机械化连续堆肥中排气中氧气的含量或CO2含量变化(与

11、发酵仓内氧气的浓度和吸收率有关)调节通风量。排气中适当的体积浓度调节标准为14-17%。24、堆肥过程需氧量计算堆肥过程有机物氧化分解后反应式估计理论氧化分解氧气量计算，理论风量：csh tnuoia H2OB O2 CWHXNYOZC H2OD H2O(气体)e H2O(液体)f CO2 g NH3 Q(其中W=Xy=1；z=2-8)cahbncod 0.5(nz2s r-d)O2 ncwhxnyoz s c O2 r H2O(c-ny)NH3(其中n是分解，堆肥需氧量v=0.5 (NZ 2s r物质中水分含量为12%的话，就有微生物停止繁殖的资料。因此含水量也是好氧堆肥化的关键工艺条件之一

12、，并影响通风等其他工艺技术参数。极限含水量：也称为最大含水量，从透气性角度发射，以水填满固体粒子内部的微小孔时的含水量。城市垃圾的最大水分含量为65%。其中煤灰45.1%，蔬菜皮92.0%，厚纸板65.5%，报纸74.4%，碎布74.3%，碎砖15.9%，玻璃1.1%，塑料5.7%，金属1.1%临界水分：是，26，控制含水量和控制回流物料平衡法湿物料平衡Xc Xr=Xm(仓库内混合物料总湿中)干物料平衡ScXc SrXr=SmXm(包含Sm仓库内混合物料固体)湿中回流比RW=XR/XC=(SM-SC临界水分与物质有机物含量相关，因此有机物含量为50%时，临界水分为45-50%。有机物含量达到6

13、0%时，临界水分为60%。27、水分含量与干燥化关系，在混合供给中，单位质量能分解有机物水分质量的W、w10时堆肥过程中产生的能量(热量)足以提供堆肥化或全部干燥化所需的东西，w10中堆肥化温度低，削弱了预期的干燥条件。此时要限制干燥程度，以减少蒸发负荷，正常进行堆肥过程。28，随着仓库内温度和控制温度的不同，微生物活性大小和堆肥过程速度的减慢，也是好氧堆肥化的重要工艺技术参数之一。温度太低，不仅不利于有机质氧化分解和微生物新陈代谢，还不能满足热解生(即高温杀虫兰、病原体、寄生虫等)的无害化要求，因此一般使用好氧高温堆肥。但是温度超过70的话，堆肥中的放线菌等有益细菌(在植物根部周围生存，使植

14、物茁壮成长)牙齿杀戮，孢子量不活动，分解速度减慢。因此堆肥化的适宜温度为55-60。发酵仓内温度变化与发酵装置、保温条件、通气氧气供应有关。因此在实际工作中，通常通过温度通风反馈系统自动控制堆栈温度。大量实验和经验资料表明，一次发酵平均风量选择0.2m3/(minm3)牙齿更合适。29，有机质含量：堆肥原料的有机质含量高、低，有机质含量太低，分解产生的热量不足以维持堆肥所需的热能温度，影响堆肥成品的质量。有机质含量过高，会造成通风共养困难，容易产生厌氧状态。适当的有机物含量为20-80%。粒度粒度对堆间隙和透气性有影响。材料颗粒的平均适宜粒度为12-60mm，随垃圾物性的变化而变化。纸类(包括纸板)的破碎粒度为3.8-5.0cm，材料硬的人的粒度要求稍小(0.5-1.0cm)，以厨房食品垃圾为主的垃圾破碎大小可以大一些，以免碎浆，30，碳氮比(C/N郑智薰)堆肥氮主要在细胞原生质合成中消耗，留在系统中。因此，对微生物营养需求而言，C/N比是影响微生物生长活性的最重要的营养因素。微生物体本身的C/N 4-30(干重比)最好是在用作营养