固体废物的生物转化处理

第三节固体废物的生物处理技术利用微生物的新陈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。包括生物冶金和生物转化技术。生物处理生物冶金生物转化生物冶金技术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，也称为生物冶金。适用：微生物冶金主要用于回收矿业固体中的有价金属，如铜、金、铀、钴、镍、锰、锌、银、铂、钛等金属，尤其是铜、金等金属。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，其中重要的浸出细菌如表所示表11-5浸矿细菌种类及其主要生理特征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Fe2+→Fe3+，S2O32-→SO42-Fe2+→Fe3+S→SO42-，Fe2+→Fe3+S→SO42-，S2O32-→SO42S→SO42-，H2S→SO42-2.5～5.33.52.82.0～3.52.0～4.0（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：细菌的直接作用细菌的间接催化作用二、生物冶金机理OHCuSOOSOHSCuOHSOFeCuSOOSOHCuFeS242422232424222212422182细菌细菌）（42422222272SOHFeSOOHOFeS（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。42422222272SOHFeSOOHOFeSOHSOFeOSOHFeSO234224242224）（细菌OHSOFeOSOHFeSOSOHOHOSSFeSOSOFeFeS23422424422200434222224223223）（）（细菌细菌（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。三、生物冶金方法槽浸堆浸原位浸出（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。（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。三种方法都要注重温度、酸度、通气和营养物质对菌种的影响，促使细菌能最佳的发挥浸矿作用。好氧生物转化-堆肥化处理•原理•堆肥微生物•好氧堆肥的工艺过程•层床通风发酵技术一、生物转化设备根据微生物对有机物降解过程中对氧气要求的不同，固体废物的生物转化分为好氧生物转化和厌氧生物转化两类。前者称为好氧发酵，也称为堆肥化，后者称为厌氧发酵。生物转化技术不同，生物转化设备也不同。（1）好氧发酵装置筒仓式发酵仓：常见有两种立式发酵塔：常见有四种卧式发酵仓：常见有两种（b）桨叶刮板式（a）圆筒式图11-42常见的立式发酵塔结构示意图（c）移动床式图11-42常见的立式发酵塔结构示意图（d）板闭合门式（a）卧式旋转发酵池进料水空气出料图11-43常见的卧式发酵仓结构示意图（b）卧式刮板发酵池（a）筒仓式静态发酵仓（b）筒仓式动态发酵仓图11-44筒仓式发酵仓结构示意图二、厌氧发酵装置：厌氧发酵池，亦称厌氧消化器现代大型工业化沼气发酵设备常用的发酵池立式圆形水压式沼气池立式圆形浮罩式沼气池长方形（或方形）发酵池水压式沼气池加料管发酵间（贮气部分）出料间液面多用于我国农村大多采用地下埋设和水压式贮气发酵间为圆形，两侧带有进出料口容积：6m3、8m3、10m3、12m3等优点：池顶有活动盖板，便于检修。结构简单，造价低，施工方便。缺点：气压不稳定，池温低、原料利用率低（仅10～20%）、产气率低（平均0.1～0.15m3／(m3∙d)）进料管发酵间出料联通管出料间活动盖输气管卡具排气管水池导向柱进料口进料口进料管发酵间浮罩出料联通管出料间隔墙导气管(a)顶浮罩式(b)侧浮罩式浮罩式沼气池示意图粪水溢水管进料口搅拌器出料门洞出料口发酵室木板盖导气喇叭口图11-47长方形发酵池（b）古典型（a）欧美型（c）蛋型（d）欧洲平底型图11-48常用的大型发酵罐结构类型厌氧生物转化法•城市垃圾的厌氧消化处理•农业固体废物厌氧生化处理