(1)堆肥化:它是依靠自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物,人為地促進(jìn)可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化過程。堆肥化的產(chǎn)物稱作堆肥,是一種具有改良土壤結(jié)構(gòu),增大土壤容水性、減少無機(jī)氮流失、促進(jìn)難溶磷轉(zhuǎn)化為易溶磷、增加土壤緩沖能力和化學(xué)肥料的肥效等多種功效的廉價(jià)、優(yōu)質(zhì)土壤改良肥料。
根據(jù)堆肥化過程中微生物對氧的需求關(guān)系可分為厭氧堆肥與好氧堆肥兩種方法。好氧堆肥因其具有堆肥溫度高、基質(zhì)分解比較徹底、堆制周期短、異味小等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。按照堆肥方法的不同,好氧堆肥又可分為露天堆肥和快速堆肥兩種方法。
現(xiàn)代化堆肥生產(chǎn)通常由前處理、主發(fā)酵(一次發(fā)酵)、后發(fā)酵(二次發(fā)酵)、后處理、貯藏等五個(gè)工序組成。其中主發(fā)酵是整個(gè)生產(chǎn)過程的關(guān)鍵,應(yīng)控制好通風(fēng)、溫度、水分、碳氮比、碳磷比及pH等發(fā)酵條件。
(2)沼氣化:沼氣化亦稱厭氧發(fā)酵,是固體廢物中的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等有機(jī)物在人為控制的溫度、濕度、酸堿度的厭氧環(huán)境中經(jīng)多種微生物的作用生成可燃?xì)怏w的過程。該技術(shù)在城市下水污泥、農(nóng)業(yè)固體廢物、糞便處理中得到廣泛應(yīng)用。它不僅對固體廢物起到穩(wěn)定無害的作用,更重要的是可以生產(chǎn)一種便于貯存和有效利用的能源。據(jù)估計(jì)我國農(nóng)村每年產(chǎn)農(nóng)作物秸桿5億多噸,若用其中的一半制取沼氣,每年可生產(chǎn)沼氣500~600億m3。由此可見,沼氣化技術(shù)是控制污染、改變農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)的一條重要途徑。
(3)廢纖維素糖化技術(shù):廢纖維糖化是利用酶水解技術(shù)使之轉(zhuǎn)化成單體葡萄糖,然后可通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為化工原料或生化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為單細(xì)胞蛋白質(zhì)或微生物蛋白。
據(jù)估計(jì),世界纖維素年凈產(chǎn)量約1000億噸,廢纖維素資源化是一項(xiàng)十分重要的世界課題。日本、美國已成功地開發(fā)了廢纖維糖化工藝流程。目前在技術(shù)上可行,經(jīng)濟(jì)效益還需論證。如何開發(fā)成本低的處理方法,尋找更好的酶種,提高酶的單位生物分解能力,改善發(fā)酵工藝等問題有待進(jìn)一步探索。
(4)廢纖維素飼料化-生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白技術(shù):該技術(shù)不需要糖化工序,而是將廢纖維經(jīng)微生物作用,直接生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白或微生物蛋白。目前,廢纖維素飼料化-生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白技術(shù)是可行的,但在經(jīng)濟(jì)上要有競爭性,仍有許多課題有待解決。
(5)細(xì)菌浸出:化能自養(yǎng)細(xì)菌將亞鐵氧化為高鐵(三價(jià)鐵)、將硫及還原性硫化物氧化為硫酸從而取得能源,從空氣中攝取二氧化碳、氧以及水中其它微量元素(如N、P等)合成細(xì)胞質(zhì)。這類細(xì)菌生長在簡單的無機(jī)培養(yǎng)基中,并能耐受較高金屬離子和氫離子濃度。利用化能自養(yǎng)菌的這種獨(dú)特生理特性,從礦物料中將某些金屬溶解出來,然后從浸出液中提取金屬的過程,通稱為細(xì)菌浸出。該法主要用于處理如銅的硫化物和一般氧化物(Cu2O、CuO)為主的銅礦和鈾礦廢石,回收銅和鈾。對錳、砷、鎳、鋅、鉬及若干稀有元素也有應(yīng)用前景。目前,細(xì)菌浸出在國內(nèi)外得到大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。
l熱處理:熱處理是通過高溫破壞和改變固體的組成和結(jié)構(gòu),同時(shí)達(dá)到減容、無害化或綜合利用的目的。熱處理方法包括焚化、熱解、濕式氧化以及焙燒、燒結(jié)等。
(1)焚燒處理:焚燒處理即在高溫(800~1000℃)下,把固體中的可燃成分轉(zhuǎn)化為惰性殘?jiān)?,同時(shí)回收熱能,這對于處于能源危機(jī)的世界來說無疑是有重要作用的,也是近些年來這項(xiàng)技術(shù)在發(fā)達(dá)國家得以廣泛應(yīng)用的原因。通過燃燒,可使固體廢物進(jìn)一步減容,城市垃圾經(jīng)燃燒后可減小體積80-90%,重量將減低75-80%,同時(shí)可以較徹底的消滅各種病原體,消除腐化源。相比之下,燃燒處理具有:<1>焚燒占地小;<2>焚燒對垃圾處理徹底,殘?jiān)挝廴疚kU(xiǎn)??;<3>焚燒操作是全天候的不受天氣影響;<4>焚燒可安裝在接近垃圾源的地方,節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用;<5>焚燒的適用面廣,除城市垃圾以外的許多城市廢物也可采用焚燒方法進(jìn)行凈化。但是,燃燒處理也有明顯缺陷,首先,仍然存在二次污染,燃燒仍然要排出灰渣、廢氣。特別是近年來出現(xiàn)的“二惡英”,其毒性比氰化物大1000倍,使人憂心忡忡;其次是單位投資和處理運(yùn)轉(zhuǎn)成本較高;再次,就是對廢物有一定要求,即要求其熱值至少大于4000kJ/kg。因此,對經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)國家來說,城市垃圾幾乎達(dá)不到此要求,故很難普遍推廣使用。
燃燒一般要經(jīng)過脫水、脫氣、起燃、燃燒、熄滅等過程??刂拼诉^程的因素主要有三個(gè),即時(shí)間、溫度和燃料與空氣混合的湍流混合程度(習(xí)慣稱三T)。一般認(rèn)為,燃燒時(shí)間與固體廢物粒度的平方近似成正比,粒度越細(xì),其與空氣的接觸面積愈大,燃燒進(jìn)行就越快,廢物停留時(shí)間就越短。另外,燃燒中氧氣濃度越高,燃燒速度和質(zhì)量就愈高,因此,必須使燃料中有足夠的空氣流動(dòng),燃料與空氣的湍流混合度越高,對燃燒的進(jìn)行越有利。
一般來講,燃燒的工藝包括固體廢物的貯存、預(yù)處理、進(jìn)料系統(tǒng)、燃燒室、廢氣排放與污染控制、排渣、監(jiān)控測試,能源回收等12大系統(tǒng)。
(2)熱解:熱解是將有機(jī)物在無氧或缺氧條件下高溫(500~1000℃)加熱,使之分解為氣、液、固三類產(chǎn)物,氣態(tài)的有氫、甲烷、碳?xì)浠旌衔?、一氧化碳等可燃?xì)怏w;液態(tài)的有含甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等成分的燃料油;固態(tài)的主要為固體碳。該法的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)U物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為便于貯存和運(yùn)輸?shù)挠杏萌剂?,而且尾氣排放量和殘?jiān)枯^少,是一種低污染的處理與資源化技術(shù)。
(3)濕式氧化:濕式氧化又稱濕式燃燒法。它是指有機(jī)物料在有水介質(zhì)存在的條件下,加以適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫λM(jìn)行的快速氧化過程。有機(jī)物料應(yīng)為流動(dòng)狀態(tài),可以用泵加入濕式氧化系統(tǒng)。由于有機(jī)物的氧化過程是放熱過程,所以,反應(yīng)一旦開始,就會(huì)在有機(jī)物氧化放出的熱量作用下自動(dòng)進(jìn)行,而不需要投加輔助燃料。排放的尾氣中主要含有二氧化碳、氮、過剩的氧氣和其它氣體,液相中包括殘留的金屬鹽類和未完全反應(yīng)的有機(jī)物。有機(jī)物的氧化程度取決于反應(yīng)溫度、壓力和廢物在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間。增加溫度和壓力可以加快反應(yīng)速度,提高COD的轉(zhuǎn)化率,但溫度最高不能超過水的臨界溫度。
l微波處理:最新研究結(jié)果表明,微波技術(shù)在放射性廢物處理、土壤去污、工業(yè)原油、污泥等的處理方面可以成功地應(yīng)用。目前雖還只是處于實(shí)驗(yàn)室的研究階段,但有關(guān)專家指出,微波技術(shù)在以后肯定能發(fā)揮其廢物處理方面應(yīng)用的潛力。
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