1、關于固體廢棄物生物處理技術第一張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月第一節 有機固體廢物好氧堆肥目前，固體廢物的年平均增長速度已是經濟增長速度的23倍。世界各國根據各自的國情，分別采用填埋、焚燒、生物降解法（包括堆肥化）等技術處置固體廢物。好氧堆肥法具有運行費用低、二次污染小等優點，在世界各國特別是發展中國家有很好的發展前景。第二張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月第三張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月第四張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月第五張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月第六張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月第七張，PPT共四十九頁，創作于202

2、2年6月一、堆肥化的基本概念1.堆肥化及作用堆肥化是指在控制條件下，依靠自然界廣泛分布的細菌、放線菌、真菌等微生物，人為地促進可生物降解的有機物向穩定的腐殖質生化轉化的過程。堆肥化的產物稱為堆肥，堆肥是廉價的優質土壤改良肥料。廢物經過堆制，體積一般只有原體積的5070。第八張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月2.堆肥原料 生活垃圾、有機污泥、人和禽畜糞便以及農林廢物等都含有堆肥微生物所需要的各種基質碳水化合物、脂類、蛋白質等，此外，還含有N、P、K、Na、Mn、Fe等，是常用的堆肥原料。 城市生活垃圾是堆肥的最主要的原料。第九張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月二、堆肥中的微生物好

3、氧堆肥中參與降解有機物的微生物以好氧菌為主，主要包括兩大類：嗜溫菌和嗜熱菌。嗜溫菌包括細菌、放線菌、真菌等嗜熱菌包括嗜熱性真菌和細菌等。堆肥的原料來源不同，微生物的種類和數量也不盡相同。第十張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月45的堆肥樣品中，一般有以下幾屬：曲霉屬，芽孢桿菌屬，腸道桿菌屬、假單胞菌屬、芽孢乳桿菌屬。55時的堆肥樣品中 一般有以下幾屬：乳桿菌屬，芽孢桿菌屬，假單胞菌屬，鏈球菌屬，小單胞菌屬。第十一張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月三、堆肥化過程有機固體廢物好氧堆肥過程，依據溫度變化，大致可分為3個階段：1.中溫階段（產熱階段）：1545 嗜溫性微生物2.高溫階段

4、6070 嗜熱性微生物3.降溫階段（腐熟階段） 嗜溫性微生物 當溫度穩定在40，堆肥基本達到穩定，形成腐殖質。第十二張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月四、好氧堆肥化原理在好氧堆肥化過程中，有機固體廢物中的可溶性有機物可以透過微生物的細胞壁和細胞膜被微生物直接吸收，而不溶性的膠體有機物質，則先被吸附在微生物體外，依靠微生物分泌的胞外酶分解為可溶性物質后再滲入細胞。微生物通過自身的生命活動，進行分解代謝和合成代謝，把一部分被吸收的有機物氧化成簡單的無機物，并釋放出能量，同時把另一部分的有機物轉化成細胞物質，使微生物生長繁殖。第十三張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月五、好氧堆肥工藝現

5、代化堆肥生產通常由前處理、初級發酵、次級發酵、后處理、脫臭及貯存等工序組成。前處理 對體積較大的物料需要破碎、分選，使顆粒變小，含水率均勻； 對含水量較高的原料主要是降低水分，增加透氣性，調整碳氮比。第十四張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月初級發酵在發酵倉內進行，靠強制通風或翻堆攪拌來供給氧氣。通常把穩定升高到開始降低為止的階段稱為主發酵期。一般為412d.次級發酵經過主發酵的半成品被送去后發酵，即次級發酵。后發酵通常采用敞開式發酵，為了提高發酵效率，仍需進行翻堆或通風。后發酵的時間一般為2030d以上。第十五張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月后處理去除塑料、玻璃、陶瓷、金屬、

6、小石塊等雜物。通常采用回轉式振動篩、磁選機、風選機等設備去除上述雜質，并根據需要進行再破碎。第十六張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月脫臭采用化學除臭或吸附除臭法除去堆肥過程中產生的氨、硫化氫、甲基硫醇等臭味物質。貯存堆肥的供應期多半是集中在秋天和春天。堆肥成品可直接堆存在二次發酵倉內，或袋裝后存放。第十七張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月六 好氧堆肥的影響因素影響好氧堆肥化的主要因素有有機質的含量、含水率、溫度、碳氮比等。有機質含量：適宜的有機質含量為2050。含水率：55為佳溫度：3555碳氮比：30：1第十八張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月德國克爾海姆縣Dietr

7、ichsdorf垃圾堆肥廠 第十九張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月/files/hoegl-process.htm第二十張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月第二節 有機固體廢物生物轉化沼氣研究微生物產生沼氣已有100多年的歷史，早在1866年，Bechamp首先指出甲烷的形成是一種微生物學的過程。以后，經過許多科學家的努力，逐步建立起厭氧發酵制取沼氣的工藝.利用農牧漁業及其產品加工業生產的廢物（如豆渣、酒糟等）及生活垃圾、糞便、有機廢物污泥都可作為沼氣發酵的原料。第二十一張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月沼氣發酵的應用生產沼氣， 提供能源處理廢物， 保護環境第二十二張，

8、PPT共四十九頁，創作于2022年6月沼氣發酵裝置1第二十三張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月第二十四張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月沼氣發酵裝置2第二十五張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月第三節 有機固體廢物發酵制備酒精酒精發酵的原料和微生物酒精發酵的生化過程酒精發酵的原理第二十六張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月一、酒精發酵的原料和微生物原料 含纖維素、淀粉和糖的廢物都可以用來進行酒精發酵。木材、木屑、廢紙、稻草、玉米稈、麥稈、玉米芯及腐爛的水果。微生物 糖化菌：產生淀粉酶，水解淀粉。曲霉、根霉等 酒精發酵的微生物：南陽酵母啤酒酵母第二十七張，PPT共四十

9、九頁，創作于2022年6月二、酒精發酵的生化過程發酵前期 酒精和CO2產量很少，發酵表面比較平靜，持續10h以上。酵母的接種量、酵母質量和接種溫度影響該階段的長短。發酵中期 酵母數量達最高值，酒精及CO2大量產生。溫度控制在3233。維持1015h發酵后期 溫度3032 ，維持3040h第二十八張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月三、酒精發酵的原理水解 酸水解法纖維素水解 酶水解法 酸水解淀粉的水解 酶水解第二十九張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月植物纖維水解的機理主要是指纖維素和半纖維素的水解纖維素實質上是一種己聚糖半纖維素則主要是戊聚糖第三十張，PPT共四十九頁，創作于202

10、2年6月酒精發酵酵母菌在厭氧條件下可發酵己糖形成酒精 C6H12O6 2CH3CH2OH+2CO2+Q 1mol葡萄糖可產生2mol酒精 一般100kg純淀粉理論上可以生產96的酒精60.54kg第三十一張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月第三十二張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月第三十三張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月第四節 發酵制備單細胞蛋白單細胞蛋白（Single-Cell-Protein,簡稱SCP)一詞是由美國麻省理工學院（MIT)的Carroll Wilson教授于1966年首先提出的。通常SCP是指通過培養單細胞生物而獲得的生物體蛋白質，又稱微生物蛋白，包

11、括細菌、放線菌中的非病源菌、酵母菌、霉菌和微型藻類等。1967年在第一次全世界單細胞蛋白會議上，將微生物菌體蛋白統稱為單細胞蛋白。第三十四張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月第三十五張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月 單細胞蛋白所含營養物質極為豐富。 蛋白質含量高達40%80%，比大豆高10%20%，比肉、魚、奶酪高20%以上； 氨基酸的組成較為齊全，含有人體必需的8種氨基酸，尤其是谷物中含量較少的賴氨酸。 單細胞蛋白中還含有多種維生素、碳水化合物、脂類、礦物質，以及豐富的酶類和生物活性物質，如輔酶A、輔酶Q、谷胱甘肽、麥角固醇等 第三十六張，PPT共四十九頁，創作于2022年6

12、月 利用有機廢物生產SCP不僅能夠變廢為寶，同時還起到凈化環境，降低廢物BOD的作用。第三十七張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月單細胞蛋白的優點：生產效率高。比動植物高成千上萬倍，這是由于微生物的生長繁殖速率快。生產原料來源廣。可工業化生產。不僅需要的勞動力少，不受地區、季節和氣候的限制，而且產量高，質量好。 第三十八張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月一、生產單細胞蛋白的原料和微生物原料：農業廢物、廢水，如秸稈、蔗渣、甜菜渣、木屑等含纖維素的廢料及農林產品的加工廢水；需經粉碎、堿處理以提高可消化性。 工業廢物、廢水，如食品、發酵工業中排出的含糖有機廢水、亞硫酸紙漿廢液等；石油、

13、天然氣及相關產品，如原油、柴油、甲烷、乙醇等；H2、CO2等廢氣第三十九張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月微生物：酵母菌、細菌、霉菌、擔子菌等。 假絲酵母和釀酒酵母，前者利用戊糖.第四十張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月細菌蛋白：生長速度快，蛋白質含量高，能利用糖類和烴類，但個體小，分離困難且蛋白質不如酵母菌易于消化吸收。絲狀真菌：易于回收，但生產速度慢，蛋白質含量較低。藻類：纖維質的細胞壁不易消化，且具有富集重金屬的問題。酵母菌： 個體大，易于分離、回收，且蛋白質易于吸收，目前生產上采用較多。第四十一張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月酵母蛋白 酵母在食品加工中應用較早

14、，包括食品的釀造、烘烤等。 酵母中蛋白質的含量超過其干重的一半，但相對缺乏含硫氨基酸。另外，由于酵母中核酸含量較高，若攝入過量的酵母蛋白則會造成血液的尿酸水平升高，引起機體代謝紊亂。第四十二張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月細菌蛋白其生產底物一般是碳氫化合物（如天然氣或瀝青）或甲醇，細菌中蛋白質含量占其干重的3/4以上，必需氨基酸組成中同樣缺乏含硫氨基酸，另外所含的脂肪酸也多為飽和脂肪酸。這兩種微生物蛋白一般不能能夠直接食用，需除去細胞壁、核酸和灰分等雜質。細菌蛋白提取處理后得到細菌分離蛋白，它的化學組成與大豆分離蛋白相近，并且在補充含硫氨基酸以后，它的營養價值與大豆分離蛋白相近。第四十三張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月二、生產單細胞蛋白的方法通常采用連續培養方法，即在培養罐內連續地加入培養基，同時排出同量的培養液，罐內培養液的容量、組成、溫度等保持穩定狀態。第四十四張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月藻類蛋白 以小球藻和螺旋藻最引人注目，是在海水中快速生長的兩種微藻，二者的蛋白含量分別為50%、60%（干重），必需氨基酸中除含硫氨基酸較少外，其他的必需氨基酸卻很豐富。第四十五張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月單細胞蛋白生產工藝流程第四十六張，PPT共四十九頁，創作于2022年6月三、單細胞蛋白生產中存在的問題（1）核酸含量高, 4%18%,