微生物处理技术在有机固体废物与废气管理中扮演着至关重要的角色。这些技术主要涉及利用细菌、放线菌和真菌等微生物对废物进行生物降解,实现废物的资源化和环境无害化。堆肥法是一种广泛应用的生物处理方法,分为厌氧发酵和好氧堆肥两种。
好氧堆肥是目前更为常见的处理方式,它依赖于氧气存在的环境,通过好氧微生物(如好氧细菌)的作用,将有机废物转化为稳定的腐殖质。这一过程中,有机物被微生物吸收,一部分被氧化成无机物提供能量,另一部分则合成新的微生物细胞。堆肥过程通常经历起始阶段、高温阶段和熟化阶段,每个阶段都有特定的微生物种类主导,如起始阶段的无芽孢细菌、芽孢细菌和霉菌,高温阶段的嗜热菌,以及熟化阶段的真菌和放线菌。
好氧堆肥的成功实施需要控制几个关键参数,包括供氧量、含水量、C/N比、C/P比和温度。例如,30℃时每克挥发性物质需要约1毫克氧气,含水量应保持在50%左右以利于微生物活动,C/N比例在10-25之间最有利,C/P比例建议在75-150,同时,堆肥过程的温度需维持在适合微生物生长的范围内,如嗜温菌的30-40℃和嗜热菌的55-60℃。
堆肥工艺多样化,包括静态堆肥、高温动态二次堆肥、立仓式堆肥和滚筒式(Dano式)堆肥等。不同工艺适应不同的废物类型和处理规模,例如,静态堆肥适合大规模处理,而滚筒式堆肥则适用于中小规模且要求快速处理的情况。
卫生填埋法是另一种处理有机废物的方法,它基于厌氧堆肥原理,但更注重环境保护和甲烷气体的收集。卫生填埋分为厌氧、好氧和半好氧三种类型,厌氧填埋因其操作简单和甲烷回收潜力而广泛应用,而好氧和半好氧填埋虽分解速度快,但技术要求高,目前还在发展中。
在填埋场中,微生物活动过程经历了好氧分解、厌氧分解不产甲烷阶段、厌氧分解产甲烷阶段和稳定产气阶段。这些阶段反映了废物降解和甲烷生成的过程,对于填埋场气体管理和环境安全至关重要。
微生物处理技术在有机固体废物与废气处理中起到了核心作用,通过堆肥和卫生填埋等方式,不仅能够减少废物对环境的影响,还能实现废物的资源化,为可持续发展提供了有效途径。同时,对处理过程中的微生物群落、环境参数和工艺选择的深入理解有助于优化这些技术,提高处理效率和环境保护效果。