有机固体废弃物与废气的微生物处理.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十二章 有机固体废弃物与废气的微生物处理,第 一 节,微生物与垃圾生物处理,好氧堆肥机理,好氧堆肥是通过好氧微生物在通气的条件下分解大分子有机固体废弃物为小分子有机物，部分有机物被矿化为无机物的过程。并放出大量的热量，使温度升高至,50,65,，,如果不通风，温度可达到,80,90,。同时微生物利用分解的有机物合成自身细胞物质，生长繁殖，最终,有机固体废弃物完全腐熟成稳定的腐殖质,固体垃圾堆肥法的要求,：,准备,去除大块金属、玻璃、橡胶等,；,粉碎,、,堆制,含水量,45%60%,，,30,时，含水量控制在,45,，,40,时，含水量控制在,45,；,碳氮比,25,:,1,30:,1,；有一定数量的氮和磷，可加快堆肥速率；嗜温菌发酵的最适温度为,30,40,，嗜热菌发酵的最适温度为,55,60,；,pH,值控制在,5.58.5,；发酵周期,7,天。,细菌分解,初期有中温好氧的细菌和真菌，分解碳水化合物、蛋白质、脂肪，散发热量，温度达,50,；,好热性的细菌、放线菌、真菌分解纤维素和半纤维素。温度继续升高到,60,，真菌停止活动。温度继续升高到,70,，致病菌和虫卵被杀死，微生物也停止活动，堆肥腐熟稳定。,储运和处置,好氧堆肥的影响因素,1,有机质含量,有机质含量含量过低，产生的热量不足以维持堆肥所需温度；,有机质含量含量过高不利于通风供氧从而产生厌氧和发臭。,水分,45%60%,水分过高不利于升温和通风；,水分过低，不能满足微生物生长需要，有机物也不能分解。,好氧堆肥的影响因素,2,温度,30 60,温度过低将大大延长堆肥时间；,温度过高对微生物产生不利影响。,碳氮比,25,:,1,30:,1,碳氮比小，升温快，但最高温度较低；,碳氮比大，升温慢，但最高温度较高。,氮磷比,堆肥原料的氮磷比一般在,75,150,之间。,pH,控制在,5.58.5,堆肥工艺,厌氧堆肥法,指在不通气的条件下，将有机废弃物进行厌氧发酵，制成有机肥料，使固体废弃物无害化的过程。,厌氧堆肥过程的两个阶段,酸性发酵阶段：产酸细菌分解有机物，产生有机酸、醇、二氧化碳、氨、硫化氢等，使,pH,下降；,产气发酵阶段：主要由产甲烷细菌分解有机酸和醇，产生甲烷和二氧化碳，随着有机酸的下降，,pH,迅速上升。,厌氧堆肥法特点,（与好氧堆肥相比较）,堆内不设通气系统，堆温低，腐熟及无害化所需时间较长，但方法简便、省工，在不急需用肥或劳力紧张的情况下可以采用,。,垃圾的厌氧生物处理,方法,处理场所地层打实，并防渗漏,;,层层堆制，压紧，覆土，以免污染环境,埋进集气管，用以回收沼气,;,停止使用的场所，上面应加厚覆土，种植草皮和树木等,.,卫生填埋,指将垃圾在填埋场里分层填埋的处理方法。由废物层（一般厚度,2.5,3.0m,）和覆土层（一般厚度为,0.2,0.3m,）构成一个填埋单元，由一系列填埋单元构成一个填埋层，当填埋至设计高度后再盖上一层,0.9,1.2m,的土壤，压实后就得到了一个完整的卫生填埋场。,第二节 废气的生物处理,一、废气的处理方法,物理、化学与生物净化的处理方法，但以生物净化的方法最为经济有效。,生物净化的方法包括：植物净化法和微生物净化法。,微生物净化气态污染物的装置有：生物吸收池、生物洗涤池、生物滴滤池和生物滤池。,吸,收,设,备,填,料,塔,氧化硫的细菌代谢途径,二甲基亚砜,二甲基,二硫醚,二,甲,基,硫,醚,固定化技术在环境工程中的应用,一、酶制剂剂型,二、酶的提取,三、酶的纯化,四、固定化酶和固定化微生物,五、固定化酶和固定化微生物的固定化方法,酶工程（,Enzymatic Engineering,）,指利用生物有机体内酶所具有的特异催化功能，借助固定化生物反应器和生物传感器等技术、装置，高效优质地生产特定产品的技术。,目前酶工程主要研究酶的生产、纯化和固定化技术以及在环境污染治理、工业、医药、卫生和理论探索等方面的应用。,固定化酶（,Immobilized Enzyme,）,又称水不溶酶，是通过物理吸附法或化学键合法将水溶性酶和固态的不溶性载体相结合，使酶变成不溶于水但仍保持催化活性的衍生物。,固定化酶的特点,：,比较稳定，可长时间保持酶的活性；,可回收、再生、重复使用，适合于连续化、自动化和管道化工艺；,可制成酶布、酶片、酶柱等多种形式。,酶的固定化方法,2,包埋法,将酶包裹在凝胶格子或由半透明膜组成的胶囊中。,逆胶束酶法,逆胶束指表面活性剂等两性分子在有机溶剂中自发形成的聚集体。,逆胶束酶法指将酶以逆胶束的形式固定。,复合法,固定化细胞（,Immobilized Cell,）,固定化细胞的特点,固定化细胞比游离细胞稳定性高，催化效率高于离体酶；,比固定化酶操作简便，成本低廉；,能完成多步酶反应，反应时无需补加辅助因子；,但固定化细胞内含有庞大而复杂的酶系，其中有些酶是不需要的，甚至对反应是有害的，这是其不足之处。,细胞的固定化方法,自溶酶灭活法,絮凝吸附法,微生物的细胞外多聚物的开发与应用,定义,:,微生物的细胞外多聚物是微生物在一定的环境条件下，在其代谢过程中分泌的、包围在微生物细胞壁外的多聚化合物。包括荚膜、粘液层及其它表面物质。这些多聚物经分析得知其成分为脂、脂肽、多糖脂、中性类脂衍生物等。,开发与应用,:,微生物的细胞外多聚物可用作,表面活性剂,、,絮凝剂,、助凝剂、沉淀剂。还可以应用于破乳、润湿、发泡和抗静电。,优势菌种与生物制剂的,开发与应用,有效菌株的筛选：,采集样品、纯种分离、菌株性能测定、保存与扩大培养。,微生物制剂的应用,：,生物膜挂膜、活性污泥处理过程的添加剂、有机固体废物处理的添加剂、除臭剂、河道的生物修复、降解浮油和炼油厂的废弃物、土地和河床底泥的生物修复。,