固体废物的生物处理(5)

第五章固体废物的生物处理1．简述固体废物堆肥化的定义，并分析固体废物堆肥化的意义和作用。

答：（1）固体废物堆肥化的定义堆肥化是指在人工控制的条件下，依靠自然界中广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物学过程。

堆肥化的产物称为堆肥，即人工腐殖质。

（2）固体废物堆肥化的意义和作用①对固体废物进行处理消纳，实现稳定化、减量化、无害化；②促进固体废物的适用组分重新纳入自然循环；③将大量有机固体废物转化为有用物质和能源，实现固体废物的资源化。

2．分析好氧堆肥的基本原理，好氧堆肥化的微生物生化过程是什么?答：（1）好氧堆肥的基本原理好氧堆肥是好氧微生物在与空气充分接触的条件下，使堆肥原料中的有机物发生一系列放热分解反应，最终使有机物转化为简单而稳定的腐殖质的过程。

在堆肥过程中，微生物通过同化和异化作用，把一部分有机物氧化成简单的无机物，并释放出能量，把另一部分有机物转化合成新的细胞物质，供微生物生长繁殖，好氧堆肥基本原理如图5-1所示。

图5-1 好氧堆肥基本原理示意图（2）好氧堆肥化的微生物生化过程①潜伏阶段（又称驯化阶段）指堆肥化开始时微生物适应新环境的过程，即驯化过程。

②中温阶段（又称产热阶段）在此阶段，嗜温性细菌、酵母菌和放线菌等嗜温性微生物利用堆肥中最容易分解的可溶性物质，如淀粉、糖类等而迅速增殖，并释放热量，使堆肥温度不断升高。

当堆肥温度升到45℃以上时，即进入高温阶段。

③高温阶段在此阶段，嗜热性微生物逐渐代替了嗜温性微生物的活动，堆肥中残留和新形成的可溶性有机物质继续分解转化，复杂的有机化合物如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始被强烈分解。

通常，在50℃左右进行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌；温度上升到60℃时，真菌几乎完全停止活动，仅有嗜热性放线菌与细菌活动；温度升到70℃以上时，对大多数嗜热性微生物已不适宜，微生物大量死亡或进入休眠状态。

④腐熟阶段当高温持续一段时间后，易分解的有机物（包括纤维素等）已大部分分解，只剩下部分较难分解的有机物和新形成的腐殖质，此时微生物活性下降，发热量减少。

精心整理固体废物处理处置复习重点第一章绪论1. 解释：固体废物，固体废物处理，固体废物处置，危险废物，减量化，资源化，无害化，清洁生产。

固体废物：指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。

固体废物处理：是指通过不同的物化或生化技术，将固体废物转化为便于运输、贮存、利用以法。

，施。

2.3.定的具有毒害性、易燃性、腐蚀性、化学反应性、传染性和放射性的废物。

4. 工业固废和生活垃圾的污染控制措施？要想减少工业固体废物的污染，可采取以下主要控制措施：1. 积极推行清洁生产审核，实现经济增长方式的转变，限期淘汰固体废物污染严重的落后生产工艺和设备。

2. 采用清洁的资源和能源。

3. 采用精料。

4. 改进生产工艺，采用无废或少废技术和设备。

5. 加强生产过程控制，提高管理水平和加强员工环保意识的培养。

6. 提高产品质量和寿命。

精心整理7. 发展物质循环利用工艺。

8. 进行综合利用。

9. 进行无害化处理与处置。

生活垃圾污染的控制措施：1. 鼓励城市居民使用耐用环保物质资料，减少对假冒伪劣产品的使用。

2. 加强宣传教育，积极推进城市垃圾分类收集制度。

3. 改进城市的燃料结构，提高城市的燃气化率。

4. 进行城市生活垃圾综合利用。

5. 进行城市生活垃圾的无害化处理与处置，通过焚烧处理、卫生填埋处置等无害化处理处置措施，减轻污染。

5. 我国有哪些固体废物管理制度？6.第二章固体废物的收集、贮存及清运1. 如何确定每个收集点的容器数量？ P212. 确定城市生活垃圾收集线路时主要应考虑哪些因素？1、收运路线尽可能紧凑，避免重复或断续。

2、收运路线应能平衡工作量，使每个作业阶段、每条路线的收集和清运时间大致相等。

3、收运路线应避免在交通拥挤的高峰时间段收集、清运垃圾。

4、收运路线应当首先收集地势较高地区的垃圾。

5、收集路线起始点最好位于停车场或车库附近。

第三章固体废物的预处理1. 预处理技术主要有哪些？固体废物预处理技术包括：收集、压实、破碎、分选、脱水等。

名词解释1．固体废物的生物处理：答：就是以固体废物中可降解的有机物为对象，通过生物（微生物）的作用使之转化为水、二氧化碳或甲烷等物质的过程。

2．compost：答：堆肥化（composting）就是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，以及由人工培养的工程菌等，在一定的人工条件下，有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。

堆肥化的产物叫堆肥(compost）。

3．一次发酵：答：通常指堆肥开始到堆肥温度升高再到开始降低为止的阶段。

在发酵池内进行。

一次发酵期约为4－12天。

4．二次发酵：答：二次发酵时将主发酵工序尚未分解的易分解及较难分解的有机物进一步分解，使之变成腐植酸、氨基酸等比较稳定的有机物，得到完全成熟的堆肥成品。

一般，把物料堆积到1～2米高度进行后发酵，后发酵时间一般在20－30天。

5.堆肥的腐熟度：答：堆肥的腐熟度是指堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化过程最后达到稳定的程度。

6.蚯蚓处理技术：答：生活垃圾的蚯蚓处理技术是指将生活垃圾经过分选，除去垃圾中的金属、玻璃、塑料、橡胶等物质后，经初步破碎、喷湿、堆沤、发酵等处理，再经过蚯蚓吞食加工制成有机复合肥料的过程。

简答题1．堆肥过程中的碳氮比如何控制？答：C是堆肥化反应的能量来源，是生物发酵过程中的动力和热源；N是微生物的营养来源，主要用于合成微生物体，是控制生物合成的重要因素，也是反应速率的控制因素。

如果C/N比值过小，容易引起菌体衰老和自溶，造成N源浪费和酶产量下降；如果C/N比值过高，容易引起杂菌感染，同时由于没有足够量的微生物来产酶，会造成C源浪费和酶产量下降，也会导致成片堆肥的碳氮比过高，这样堆肥施入土壤后，将夺取土壤中的氮素，使土壤陷入“氮饥饿”状态，影响作物生长。

因此，应根据各种微生物的特性，恰当地选择适宜的C/N比值，C/N最佳为(25-35)：1。

2．适于堆肥的原料有什么特性？答：堆肥原料特性有：(1)密度350~650kg／m3；(2)组成成分(湿重)％有机物含量不少于20％(3)含水率40％~60％；(4)碳氮比(C／N) 20:1～30:13．简述好氧堆肥化的基本工艺过程。

第五章固体废物的生物处理一、名词解释1．厌氧消化答：厌氧消化又称厌氧发酵，是指在厌氧状态下利用厌氧微生物使固体废物中有机物转变为CH4和CO2的过程。

厌氧消化具有过程可控性、降解快、生产过程全封闭且产物可再利用的特点。

厌氧消化可以去除废物中30％～50％的有机物并使之稳定化。

由于能源危机和石油价格的上涨，许多国家开始寻找新的替代能源，使得厌氧消化技术显示出其优势。

2．固体废物的生物处理答：固体废物的生物处理是指直接或间接利用生物体的机能，对固体废物的某些组成进行转化以建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染，同时又生产有用物质的工程技术。

利用生物处理有机固体废物是一种投资少、见效快、简单易行且效益高的工艺技术。

3．堆肥化答：堆肥化是指在人工控制的环境下，依靠自然界中广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物学过程。

堆肥化实际上是利用微生物在一定条件下对有机物进行氧化分解的过程，因此根据微生物生长的环境可以将堆肥化分为好氧堆肥和厌氧堆肥两种。

4．一级发酵答：一级发酵又称主发酵，是指在堆肥时，由于原料和土壤中存在微生物的作用开始发酵，首先是易分解的物质分解，产生二氧化碳和水，同时产生热量，使堆温上升的过程。

微生物吸收有机物的碳氮营养成分，在细菌自身繁殖的同时，将细胞中吸收的物质分解而产生热量。

5．腐熟度答：腐熟度是指堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化过程最后达到稳定的程度，是衡量堆肥进行程度的指标。

由于堆肥的腐熟度评价是一个很复杂的问题，迄今为止，还未形成一个完整的评价指标体系。

评价指标一般可分为物理学指标、化学指标、生物学指标以及工艺指标。

6．微生物浸出答：微生物浸出是指利用微生物及其代谢产物氧化、溶浸废物中的有价金属组分，使其得以利用的过程，又称生物冶金。

主要用于回收含硫矿业固体中的有价金属，如铜、金、铀、钴、镍、锰、锌、银、铂、钛。

第五章固体废物的生物处理--习题与思考
1．简述固体废物堆肥化的定义，并分析固体废物堆肥化的意义和作用。

2．分析好氧堆肥的基本原理，好氧堆肥化的微生物生化过程是什么？
3．简述好氧堆肥的基本工艺过程，探讨影响固体废物堆肥化的主要因素。

4．如何评价堆肥的腐熟程度？
5．何谓厌氧发酵？简述厌氧发酵的生物化学过程。

6．分析厌氧发酵的三阶段理论和两阶段理论的异同点。

7．影响厌氧发酵的因素有哪些？在进行厌氧发酵工艺设计时应考虑哪些问题？
8．厌氧发酵装置有哪些类型？试比较它们的优缺点。

9．简述生活垃圾蚯蚓处理的工艺流程。

为什么可以用蚯蚓处理农业废弃物？
10．分析蚯蚓处理固体废弃物的优点及其局限性。

11．用一种成分为C31H50NO26的堆肥物料进行实验室规模的好氧堆肥试验。

试验结果，每1000堆料
在完成堆肥化后仅剩200kg，测定产品成分为C11H14NO4，试求每1000kg物料的化学计算理论需
氧量。

12. 废物混合最适宜的C/N比计算：树叶的C/N比为50，与来自污水处理厂的活性污泥混合，活性污
泥的C/N比为6.3。

分别计算各组分的比例使混合C/N比达到25。

假定条件如下：污泥含水率为
75%；树叶含水率为50%；污泥含氮率为5.6%；树叶含氮率为0.7%。

固废的生物处理技术:利用微生物的新城代谢作用使固体废物分解，矿化或氧化的过程，称为固体废物的生物处理技术。

包括 生物转化技术生物冶金技术*利用微生物及其代谢产物氧化、溶浸废物中的有价组分，使废物中有价组分得以利用的过程，称为微生物浸出也称生物冶金。

*适用：回收矿物固体中的有价金属，如铜、金、锢、镍、锰等。

一、冶金用微生物生物冶金工业用的微生物种类很多，主要有氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、铁氧化钩端螺菌和嗜酸热硫化叶菌等。

表11-5 浸矿细菌种类及其主要生理特征二．生物冶金机理：细菌的直接作用；细菌的间接催化作用（1）细菌的直接作用：认为附着于矿物表面的细菌能直接催化矿物而使矿物生物冶金 细菌名称 主要生理特征 最佳生存pH 氧化铁硫杆菌 氧化铁杆菌 氧化硫铁杆菌 氧化硫杆菌 聚生硫杆菌Fe 2+→Fe 3+，S 2O 32-→SO 42-Fe 2+→Fe 3+ S →SO 42-，Fe 2+→Fe 3+ S →SO 42-，S 2O 32-→SO 42 S →SO 42-，H 2S →SO 42-2.5～5.33.5 2.8 2.0～3.5 2.0～4.0氧化分解，并从中直接得到能源和其他矿物营养元素满足自身生长需要。

如细菌浸铜;（2）细菌的间接作用认为是依靠细菌的代谢产物—硫酸铁的氧化作用，细菌间接地从矿物中获得生长所需的能源和基质。

三、生物冶金方法：槽浸；堆浸；原位浸出（1）槽浸：一般适用于高品位、贵金属的浸出，将细菌酸性硫酸高铁浸出剂与废物在反应槽中混合，机械搅拌通气或气升搅拌，然后从浸出液中回收金属。

(2)堆浸：在倾斜的地面上，用水泥、沥青登台砌成不渗漏的基础盘床，把含量低的矿业固体废物堆积在其上，从上部不断喷洒细菌酸性硫酸高铁浸出剂，然后从流出的浸出液中回收金属。

OH CuSO O SO H S Cu OH SO Fe CuSO O SO H CuFeS 242422232424222212422182+−−→−++++−−→−++细菌细菌）（42422222272SO H FeSO O H O FeS +=++OH SO Fe O SO H FeSO 234224242224+−−→−++）（细菌O H SO Fe O SO H FeSO SO H O H O S SFeSO SO Fe FeS 2342242442220434222224223223+−−→−++−−→−+++=+）（）（细菌细菌42422222272SO H FeSO O H O FeS +=++(3)原位浸出：利用自然或人工形成的矿区地面裂缝，将细菌酸性硫酸高铁浸出剂注入矿床中，然后从矿床中抽出浸出液回收金属。