1、關(guān)于固體廢物生物處理第一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5.1 概 述第二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所生 物 處 理 的 對(duì) 象以生物源物質(zhì)為主要組分的各種固體廢物易腐生活垃圾農(nóng)業(yè)廢棄物食品加工廢物第三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所生 物 處 理 的 對(duì) 象生物源物質(zhì)的化學(xué)分析生物質(zhì)組成可溶性糖、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素蛋白質(zhì)（水溶、非水溶）、脂肪營(yíng)養(yǎng)元素N、P、K、Ca、Mg、Fe其他鹽度、有害元素、有害化合物第四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所生 物

2、處 理 的 途 徑好氧/兼性廢物水溶性有機(jī)物非水溶性有機(jī)物水解微生物代謝熱量CO2+H2O+N2+NH3+腐殖質(zhì)NOx- O2生物量第五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所生 物 處 理 的 途 徑厭氧廢物水溶性非水溶性水解糖類蛋白質(zhì)脂肪酸酸化/發(fā)酵VFA氨基酸乳酸醇類乙酸化乙酸CO2H2NH4+H2O甲烷化CH4 +CO2NH4+生物塑料PHA聚乳酸氫回收腐殖質(zhì)第六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所生 物 處 理 的 途 徑其他Vemicomposting廢物初腐化蚯蚓代謝蚓糞蚓體第七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于20

3、22年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所生 物 處 理 的 途 徑基質(zhì)化利用廢物水解營(yíng)養(yǎng)液微生物體酶其他微生物蛋白質(zhì)第八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所生 物 處 理 的 應(yīng) 用堆肥無(wú)害化、穩(wěn)定化、有機(jī)質(zhì)循環(huán)農(nóng)業(yè)/生活垃圾處理受污染土壤處理第九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所生 物 處 理 的 應(yīng) 用厭氧消化穩(wěn)定化、能源利用、有機(jī)質(zhì)循環(huán)農(nóng)業(yè)/生活垃圾/食品工業(yè)廢物/污泥處理其他高附加值利用生物可降解聚合物、H2、電能、酶制劑第十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5.2 固體廢物堆肥化第十一張，PPT共

4、七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆肥工藝的定義與分類定義在受控條件下，通過(guò)微生物對(duì)有機(jī)物的代謝過(guò)程，使生物源廢物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的有機(jī)殘余物，堆肥產(chǎn)物應(yīng)具有在堆存和運(yùn)輸過(guò)程中不腐敗發(fā)臭、相容于植物生長(zhǎng)的特性分類進(jìn)出料間歇/連續(xù)物料運(yùn)動(dòng)靜態(tài)/動(dòng)態(tài)代謝環(huán)境高溫/中溫 好氧/厭氧第十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 原 理計(jì)量方程不含氮有機(jī)物的氧化含氮有機(jī)物的氧化細(xì)胞質(zhì)的合成細(xì)胞質(zhì)的氧化第十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 原 理例題某堆肥化原料中含氮與不含氮有機(jī)物的重

5、量比為1：3，含氮有機(jī)物計(jì)量分子式為：C12H16O6N, 不含氮有機(jī)物計(jì)量分子式為：C2H3O;若堆肥過(guò)程中有機(jī)物的降解率均為60%, 其中轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)的重量占1/10，生物質(zhì)的計(jì)量分子式為：C5H7O2N；腐熟堆肥分子式為：C15H18O4N，不考慮生物質(zhì)的進(jìn)一步降解時(shí)，計(jì)算每噸該種廢物（含干有機(jī)物30%）堆肥化所需的理論空氣量（m3）。空氣中含氧21%（體積比），每mol氧體積為0.0224 m3第十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 原 理解：以1kg為計(jì)算單位1）轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)的含碳有機(jī)物量及其耗氧量取n=5，配平前式：第十五張，PP

6、T共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 原 理2）其余含碳有機(jī)物降解耗氧量第十六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 原 理3）含氮有機(jī)物降解耗氧量取m=3配平4）總耗氧量=106+563+118=787g換算為每噸原料，即需空氣2623Nm3第十七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 原 理堆肥化微生物細(xì)菌：化能異養(yǎng)型細(xì)菌 化能自養(yǎng)型細(xì)菌放線菌真菌：霉菌 酵母菌原生動(dòng)物第十八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化

7、原 理堆肥過(guò)程與微生態(tài)啟動(dòng)階段主導(dǎo)微生物：真菌、放線菌 代 謝：升溫階段主導(dǎo)微生物：細(xì)菌、放線菌 代 謝：高溫階段主導(dǎo)微生物：細(xì)菌、（放線菌） 代 謝：胞外酶生物質(zhì)細(xì)胞溶解性基質(zhì)好氧代謝溶解性基質(zhì)無(wú)機(jī)物+細(xì)胞質(zhì)+熱量好氧代謝溶解性基質(zhì)無(wú)機(jī)物+細(xì)胞質(zhì)+熱量第十九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 原 理降溫階段主導(dǎo)微生物：放線菌、真菌、原生動(dòng)物代 謝：腐熟階段主導(dǎo)微生物：放線菌、真菌、原生動(dòng)物、自養(yǎng)型細(xì)菌代 謝：胞外酶非溶解性有機(jī)物無(wú)機(jī)物+細(xì)胞質(zhì)+熱量溶解性基質(zhì)好氧代謝原生動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)生物體+殘余物+無(wú)機(jī)物胞外酶非溶解性有機(jī)物無(wú)機(jī)物+細(xì)胞質(zhì)+熱量溶

8、解性基質(zhì)好氧代謝原生動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)生物體+殘余物+無(wú)機(jī)物特征微生態(tài)替換型代謝第二十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 原 理堆肥過(guò)程的影響因素物 料 指 標(biāo) 影 響適宜值有機(jī)物含量與組成生物代謝30%含水率生物代謝、傳質(zhì)4060%空隙率傳質(zhì)40%C/N生物代謝2035第二十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 原 理原料有機(jī)物含量對(duì)堆肥過(guò)程的影響成品質(zhì)量- 要求有機(jī)物含量10%，堆肥過(guò)程有機(jī)物降解率45% 原料有機(jī)物含量應(yīng)19.8%達(dá)到升溫與干化要求- 升溫555d 60%蒸發(fā)潛熱- 干化初含水率5

9、5% 終含水率45%有機(jī)物熱值18MJ/kg原料有機(jī)物含量30%可滿足2方面的要求第二十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 原 理原料含水率與空隙率對(duì)堆肥過(guò)程的影響生物過(guò)程 含水率下限23%，無(wú)上限孔隙氧傳遞過(guò)程 堆體應(yīng)保持一定的空隙率 含水率與空隙率相關(guān)- 物料達(dá)到田間含水率 物料內(nèi)孔隙為水分飽和 堆肥過(guò)程的物料含水率應(yīng)基本與田間含水率相當(dāng)新鮮垃圾田間含水率5570%腐熟堆肥田間含水率3040%優(yōu)化初始含水率40-60%，空隙率40%第二十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 原 理原料C/

10、N比對(duì)堆肥過(guò)程的影響堆肥過(guò)程中碳氮的消費(fèi)模式為保持肥分、控制環(huán)境影響，N應(yīng)主要用于細(xì)胞原料原料中可堆肥有機(jī)物的碳、氮質(zhì)量之比C氧化產(chǎn)能堆體升溫合成能量細(xì)胞原料細(xì)胞合成降解產(chǎn)能氨 釋 放N細(xì)胞原料合成能量C/N過(guò)低，過(guò)量氨散失，也不宜升溫（N能量代謝的低效性）C/N過(guò)高，細(xì)胞合成滯后，降解不完全；成品進(jìn)入土壤后出現(xiàn) “氮饑餓”爭(zhēng)奪土壤養(yǎng)分第二十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 原 理堆肥過(guò)程的影響因素 過(guò) 程 指 標(biāo) 影 響適宜值堆體氧濃度生物代謝5% v/v堆 溫生物代謝、無(wú)害化4565 堆制時(shí)間生物代謝、植物相容性一次發(fā)酵3-15d二次發(fā)

11、酵 30dpH值生物代謝中性 接 種 一般對(duì)升溫與啟動(dòng)階段影響較為明顯第二十五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 原 理堆肥評(píng)價(jià)衛(wèi)生無(wú)害化：致病菌、寄生蟲卵、有害昆蟲卵植物相容性：發(fā)芽率試驗(yàn)、植物生長(zhǎng)試驗(yàn)臭氣穩(wěn)定化：淀粉、org C/org C0、NO2-N、腐殖質(zhì)、水淬C/N比第二十六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 工 藝工藝調(diào)控方法原料有機(jī)物含量尋找和應(yīng)用于適用的廢物含水率木屑、谷糠、秸稈糞便、污泥空隙率 木屑、谷糠、秸稈、惰性填充物C/N 糞便、污泥 /秸稈、園林垃圾第二十七張，PPT

12、共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 工 藝過(guò)程堆體氧濃度強(qiáng)制通風(fēng)、翻倒、攪動(dòng)堆溫通風(fēng)、翻倒、攪動(dòng)頻率、原料組分堆制時(shí)間優(yōu)化原料與環(huán)境條件pH值氧濃度、空隙率第二十八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 工 藝工藝過(guò)程原料預(yù)處理 調(diào)質(zhì) 一次發(fā)酵 中間處理 二次發(fā)酵 分選含水/空隙率分選 破碎 C/N破碎 接種均質(zhì) 成品精制 臭氣控制 污水控制 控制 分選 密閉空間 貯存 溫度 磨細(xì) 氣流處理 回噴 時(shí)間 加富肥分 氧濃度反饋通風(fēng)/翻倒第二十九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化

13、研究所堆 肥 化 工 藝一次發(fā)酵工藝要素：通風(fēng)、翻倒、環(huán)境控制（保溫、防雨）野積式/條垛式通風(fēng)層強(qiáng)制通風(fēng)翻堆第三十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 工 藝倉(cāng)式靜態(tài)第三十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 工 藝倉(cāng)式間歇?jiǎng)討B(tài)立式塔第三十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 工 藝翻倒槽 第三十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 工 藝倉(cāng)式連續(xù)動(dòng)態(tài)第三十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月

14、同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 工 藝二次發(fā)酵工藝要素：環(huán)境控制野積式翻倒槽第三十五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 工 藝工藝計(jì)算裝置容積通風(fēng)量實(shí)際理論第三十六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 工 藝通風(fēng)控制按耗氧速率的演化、比例分配第三十七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 化 工 藝按O2、T、t反饋控制t3/4 t總t3/4 t總第三十八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所堆 肥 精 制

15、雜物分揀（選）顆?？刂茽I(yíng)養(yǎng)分加富微生物接種第三十九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5.3 固體廢物厭氧消化第四十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭氧消化的定義與分類定義在受控的無(wú)氧環(huán)境中，通過(guò)厭氧微生物菌群的代謝，使生物源廢物轉(zhuǎn)化為沼氣（CO2+CH4）、穩(wěn)定的有機(jī)物的過(guò)程分類物料含水率 液態(tài) 半固態(tài) 固態(tài) 含固率15%消化流程 一階段 二階段代謝環(huán)境 中溫 高溫 3545 50 第四十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭 氧 消 化 原 理厭氧消化計(jì)量方程式中d = 4n+a-2b-3cs = 合成或

16、轉(zhuǎn)化成細(xì)胞的那部分廢物的化學(xué)需氧量（COD）e = 廢物的COD轉(zhuǎn)化成作為能量的甲烷氣的部分，且 s + e = 1s的數(shù)值隨廢物的組成成分、固體物質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)的平均停留時(shí)間（c）及細(xì)胞衰變率（f）的變化而變動(dòng)第四十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭 氧 消 化 原 理厭氧消化微生物兼性水解菌：霉菌、酵母、大腸菌群厭氧乙酸化菌厭氧甲烷化菌：乙酸依賴型 氫依賴型第四十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭 氧 消 化 原 理厭氧消化過(guò)程與微生態(tài)厭氧消化過(guò)程生態(tài)依存關(guān)系水解產(chǎn)物積累甲烷化抑制乙酸化產(chǎn)氫抑制非離子化VF

17、A必須在相對(duì)穩(wěn)定的微生態(tài)條件下進(jìn)行消化第四十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭 氧 消 化 原 理厭氧消化過(guò)程的影響因素物料指 標(biāo) 影 響適宜值有機(jī)物含量與組成生物代謝50%，分布均衡含水率生物代謝、傳質(zhì)60% C/N生物代謝35第四十五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭 氧 消 化 原 理與堆肥過(guò)程相比 厭氧過(guò)程沒(méi)有氧傳遞要求，不需限制空隙率原料的有機(jī)物含量更高單位投資更大對(duì)設(shè)施技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的要求原料含水率沒(méi)有上限不限制空隙率原料含水率低限更高一段式發(fā)酵：攪拌的要求微生物生態(tài)和代謝產(chǎn)物均質(zhì)化，H2的釋放二段式

18、發(fā)酵：有限的固液相際傳質(zhì)C/N比更高細(xì)胞得率低、氮源需求少過(guò)量NH4+積累易引起毒性效應(yīng)第四十六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭 氧 消 化 原 理過(guò)程指 標(biāo) 影 響適宜值溫度生物代謝3240，5055中溫菌群高溫菌群 中溫與高溫厭氧菌群的代謝活力第四十七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭 氧 消 化 原 理過(guò)程指 標(biāo) 影 響適宜值pH值生物代謝6.87.6 H+濃度影響甲烷化菌群活力、毒性物非離子化VFA和氨的濃度，以及系統(tǒng)的熱力學(xué)條件反應(yīng)自由能大小第四十八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固

19、體廢物處理與資源化研究所厭 氧 消 化 原 理過(guò)程 指 標(biāo) 影 響 適宜值 含水率生物代謝、傳質(zhì)與攪拌方式相關(guān)，但 60%停留時(shí)間生物代謝25d，15d 氫分壓生物代謝10-2atm）和丙酸（ 10-5atm）的乙酸化代謝反應(yīng)自由能的正負(fù)性 PH2難以控制于極低值厭氧發(fā)酵在丙酸積累的主要因素第四十九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭 氧 消 化 原 理接種通常是必須的，尤其當(dāng)固體含量和有機(jī)物含量高時(shí)抑制物NH4+、鹽、各種金屬離子第五十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭 氧 消 化 原 理過(guò)程評(píng)價(jià)產(chǎn)氣率以理論產(chǎn)

20、氣率為依據(jù)評(píng)價(jià)*其他與堆肥化類似第五十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭 氧 消 化 工 藝工藝調(diào)控方法物料物料含水率 尋找適用廢物含水率 沼 渣 /糞便、污泥、沼液C/N 沼 液 / 秸稈、園林廢物第五十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭 氧 消 化 工 藝過(guò)程溫度 / 進(jìn)料流率 / 加熱水流率pH值 酸 / 堿微生態(tài)接種PH2攪拌 污泥顆?；竞ξ镌峡刂?、攪拌第五十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭 氧 消 化 工 藝混合收集垃圾預(yù)分選混合接種發(fā)酵反應(yīng)器固液

21、分離1回收/填埋/焚燒分類收集垃圾易腐有機(jī)廢物渣液固液分離2液處理利用堆肥化/直接利用泥厭氧消化工藝過(guò)程第五十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所第五十五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所消化工藝條件溫度35405055停留時(shí)間2530d1218d含固率815253535（二段法）接種回流液/泥回流渣液流循環(huán)1:211:0.30.5 厭 氧 消 化 工 藝第五十六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭 氧 消 化 工 藝工藝關(guān)鍵攪拌Biogas/液體脈沖氣流液流循環(huán)接種甲烷化甲

22、烷化酸化物料輸送 第五十七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所厭 氧 消 化 工 藝消化工藝與設(shè)備消化工藝DrancoKompogasValorga第五十八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所Kompogas第五十九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所Dranco第六十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所Valorga第六十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所Linde-BRV第六十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所Linde-KCA第六十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所消化工藝與設(shè)備其他設(shè)備混合接種漿式攪拌破碎機(jī)（w15）雙螺桿混合機(jī) （ w20