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微生物技术在城市生活垃圾处理中的应用(一)
http://www.21tx.com 2008年08月28日
随着城市化进程在全球范围的加速,城市化带来的环境污染和人类聚居状况恶化等问题,已成为世界各国共同关心的问题。城市生活垃圾(municipalsolidwaste,简称msw)是在城市日常生活及为城市生活提供服务的活动中产生的固体废弃物,是城市环境的主要污染物之一。目前,城市生活垃圾处理处置的方法主要包括卫生填埋(sanitarylandfill)、堆肥化(composting)、焚烧(incineration)三种,其中前两种处理方式均属于生物处理技术。具体来说,msw生物处理技术就是城市生活垃圾中固有的或外添加的微生物,在一定控制条件下,进行一系列的生物化学反应,使得msw中的不稳定的有机物代谢后释放能量或转化为新的细胞物质,从而msw逐步达稳定化的一个生化过程。
  1.城市生活垃圾生物处理中主要的微生物
  msw生物处理技术主要包括好氧和厌氧生物处理。好氧生物处理如:好氧堆肥、生物反应器填埋等,其工艺中的微生物主要有细菌、放线菌、真菌等微生物种群。厌氧生物处理,如:厌氧消化、厌氧填埋等,其工艺中的微生物又称“瘤胃微生物”,主要有水解细菌、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群等。
  1.1城市生活垃圾好氧生物处理中的微生物
  1.1.1.细菌
  
在msw好氧生物降解过程中,细菌凭借强大的比表面积,可以快速将可溶性底物吸收到细胞中,进行胞内代谢。总的来说,其数量要比放线菌和真菌多得多。当然,在不同的环境中分离的细菌在分类学上具有多样性,主要有假单胞菌属(pseudomonas)、克雷伯氏菌属(klebsiella)以及芽孢杆菌属(bacillus)的细菌[1].在堆肥过程中,细菌总数的变化趋势是高-低-高。堆肥初期,有机废物中携带有的大量细菌分解有机物质释放能量,使堆体温度上升,此时,常温细菌受到抑制,嗜温细菌活跃;当堆温升至高温阶段,只有少量的嗜热细菌可以活动;高温期过后,随着有机成分的减少,堆体温度降低,嗜温及常温细菌又开始活跃,使细菌总数上升。整个好氧降解过程中,嗜温细菌是堆肥系统中最主要的微生物。
  1.1.2.放线菌
  
放线菌具有多细胞菌丝,可以分解一些纤维素,并溶解木质素。它比真菌能够忍受更高的温度和ph值,在垃圾生物降解的高温阶段是分解木质纤维素的优势菌群。研究表明,诺卡氏菌(nocardia)、链霉菌(streptomyces)、高温放线菌(thermoactinomyces)和单孢子菌(micromonospora)等在msw好氧堆肥中占优势[1].1.1.3真菌在msw生物降解过程中,真菌对垃圾有机成分的分解和稳定化起着重要的作用。真菌不仅能分泌胞外酶,水解有机物质,而且由于其菌丝的机械穿插作用,还对物料起一定的物理破坏作用,促进生化反应。温度是影响真菌生长的重要因素之一,堆肥过程中随着温度的升高,真菌的菌落数开始减少,在64℃左右,嗜热性真菌几乎全部消失。当温度下降到60℃以下时,嗜温性真菌和嗜热性真菌又都会重新出现在堆肥中[2].1.2厌氧生物处理微生物msw的厌氧生物处理依次分为水解、产氢产酸和产甲烷三个阶段,每个阶段各有其独特的微生物类群起生物降解作用。
  1.2.1.水解细菌
  
水解阶段水解细菌利用胞外酶对有机物进行体外酶解,使固体物质变成可溶于水的物质,然后细胞将其吸收,水解成不同产物,该阶段起作用的细菌为水解细菌。hungate分离出了以下几种水解菌:
  (1)产琥珀酸拟杆菌属;
  (2)湖生(lochheadii)芽孢菌属;
  (3)柱孢梭菌属;
  (4)生黄瘤胃球菌;
  (5)白色瘤胃球菌落;
  (6)溶纤维丁酸弧菌。
  同时还分离出纤维酶b—1,4—葡聚糖酶,外b—1,4—葡聚糖酶和纤维素二糖酶[3].
  1.2.2.产氢产乙酸菌
  
群产氢产乙酸菌群是将第一阶段发酵产物如丙酸等三碳以上有机酸、长链脂肪酸和醇类等氧化分解成乙酸和分子氢。在卫生填埋场中已分离出产氢产乙酸菌布氏甲烷杆菌属和g株布氏甲烷杆菌属等[3].
  1.2.3.产甲烷菌群
 
 (环境影响评价师站点编辑)

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