隨(sui)(sui)著我(wo)國(guo)城(cheng)市(shi)的(de)(de)(de)發展(zhan) , 垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)的(de)(de)(de)排放量(liang)猛增 , 環境污染(ran)日(ri)益(yi)嚴(yan)重(zhong)。據統計我(wo)國(guo)人均生活垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)年(nian)產量(liang)為 440kg, 每(mei)年(nian)以(yi) 8 - 10%的(de)(de)(de)速度遞增 , 大量(liang)的(de)(de)(de)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)被運到城(cheng)郊裸露(lu)堆(dui)(dui)(dui)放 , 已成為公害。迄今為止全國(guo)歷年(nian)累(lei)計生活垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)已高達 60億噸 , 堆(dui)(dui)(dui)占耕地 5 億平(ping)方(fang)米 , 直(zhi)接經濟損失達 80億元人民幣。我(wo)國(guo)城(cheng)市(shi)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)中(zhong)(zhong)濕(shi)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)占有較大的(de)(de)(de)比(bi)例 , 隨(sui)(sui)之而來的(de)(de)(de)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)滲濾液嚴(yan)重(zhong)污染(ran)當地的(de)(de)(de)地下水(shui)及河流 , 因此 , 濕(shi)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)是城(cheng)市(shi)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)亟待處(chu)理(li)的(de)(de)(de)主體(ti)部分。目前 , 我(wo)國(guo)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)處(chu)理(li)方(fang)法: 主要有填(tian)埋法、堆(dui)(dui)(dui)肥法、焚燒法 , 其中(zhong)(zhong)包含當前重(zhong)要的(de)(de)(de)技(ji)術手段 - - -生物(wu)處(chu)理(li)技(ji)術。本文謹就城(cheng)市(shi)垃(la)(la)(la)(la)圾(ji)(ji)生物(wu)處(chu)理(li)技(ji)術研究(jiu)(jiu)方(fang)面的(de)(de)(de)信息作(zuo)以(yi)詳實的(de)(de)(de)總結(jie) , 為同(tong)行的(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)與應用提供更(geng)系統、全面的(de)(de)(de)參考(kao)和依據。

運用(yong)(yong)生(sheng)物技(ji)術方(fang)(fang)法(fa)處(chu)理(li)生(sheng)活垃圾 , 不僅避(bi)免化學處(chu)理(li)方(fang)(fang)法(fa)對環境(jing)造成的新污(wu)染 , 同時(shi)也可避(bi)免挖坑(keng)填埋處(chu)理(li)方(fang)(fang)式侵占土(tu)地及對環境(jing)潛在污(wu)染的弊端(duan) , 當屬目前(qian)最推(tui)崇的技(ji)術。從方(fang)(fang)式方(fang)(fang)法(fa)、作(zuo)用(yong)(yong)特性、作(zuo)用(yong)(yong)機理(li) , 影(ying)響(xiang)因子(zi)和生(sheng)物等都有(you)它的特殊性。

1　 生物處理技術的方式方法

目(mu)前對城市垃(la)圾(ji)處理的生物技(ji)術(shu)可(ke)概括為三個(ge)方(fang)面 , 微生物技(ji)術(shu)、生物工(gong)程技(ji)術(shu)和生物技(ji)術(shu)。

1.1　 微生(sheng)物技(ji)術 　

微生(sheng)物技術(shu)是目前城市垃(la)(la)圾處理生(sheng)物技術(shu)中應用最普遍的技術(shu) , 它利用有效微生(sheng)物菌群融合于垃(la)(la)圾中 , 經(jing)微生(sheng)物活躍的新陳代謝活動 , 對(dui)城市濕垃(la)(la)圾實施生(sheng)物降解 , 使垃(la)(la)圾中的 60% - 70%各種有機(ji)物轉化(hua)成(cheng)促進(jin)植物生(sheng)長的有機(ji)營養和腐殖質的一種技術(shu)。

近幾(ji)年我國對此(ci)技術(shu)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)已得到了長足的(de)(de)(de)發展(zhan) , 選(xuan)擇優(you)勢微(wei)(wei)生物(wu)(wu)(wu)種群(qun)是(shi)微(wei)(wei)生物(wu)(wu)(wu)法處理城(cheng)市垃圾的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)熱點(dian) , 哈爾(er)濱工業大(da)學的(de)(de)(de)科研(yan)小(xiao)組(zu)最近成(cheng)(cheng)功(gong)地收集、培(pei)養、配制(zhi)一個(ge)微(wei)(wei)生物(wu)(wu)(wu)菌(jun)(jun)(jun)群(qun) , 能(neng)(neng)有效地降(jiang)解(jie)(jie)轉(zhuan)化城(cheng)市生活(huo)(huo)垃圾并形成(cheng)(cheng)有機(ji)(ji)肥(fei)料。成(cheng)(cheng)功(gong)收集配制(zhi)的(de)(de)(de)菌(jun)(jun)(jun)群(qun)是(shi)由細菌(jun)(jun)(jun)、放線菌(jun)(jun)(jun)、真菌(jun)(jun)(jun)等(deng)十幾(ji)種能(neng)(neng)降(jiang)解(jie)(jie)不同有機(ji)(ji)殘(can)體的(de)(de)(de)微(wei)(wei)生物(wu)(wu)(wu)組(zu)成(cheng)(cheng)。垃圾中的(de)(de)(de)有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)主要包(bao)括(kuo)纖維素、脂(zhi)肪和蛋白質(zhi)三大(da)類 , 由于垃圾的(de)(de)(de)來(lai)源(yuan)和產生季(ji)節的(de)(de)(de)差(cha)(cha)異 , 有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)成(cheng)(cheng)份(fen)也會有所變化, 因(yin)(yin)而(er)菌(jun)(jun)(jun)群(qun)的(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)(cheng)也將隨之調整。研(yan)究(jiu)人員運(yun)用基因(yin)(yin)工程方法 , 對從自然(ran)界收集來(lai)的(de)(de)(de)天然(ran)微(wei)(wei)生物(wu)(wu)(wu)菌(jun)(jun)(jun)種的(de)(de)(de)基因(yin)(yin)結(jie)構進(jin)行修改(gai)、改(gai)良和增加它們的(de)(de)(de)功(gong)能(neng)(neng), 配制(zhi)成(cheng)(cheng)更(geng)有效的(de)(de)(de)微(wei)(wei)生物(wu)(wu)(wu)菌(jun)(jun)(jun)群(qun) , 使用功(gong)能(neng)(neng)強(qiang)、活(huo)(huo)性(xing)大(da)的(de)(de)(de)微(wei)(wei)生物(wu)(wu)(wu)來(lai) “ 對付 ”垃圾中各類有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu) [ 1 ] 。有些學者對城(cheng)市生活(huo)(huo)垃圾高溫(wen)好氧堆(dui)(dui)肥(fei)的(de)(de)(de)人工接(jie)種試驗做了研(yan)究(jiu) , 利(li)用恒溫(wen)培(pei)養箱模(mo)擬堆(dui)(dui)肥(fei)中心(xin)的(de)(de)(de)溫(wen)度, 篩(shai)選(xuan)出堆(dui)(dui)肥(fei)各個(ge)階段的(de)(de)(de)優(you)勢菌(jun)(jun)(jun)種 , 單獨培(pei)養后混合加入到城(cheng)市生活(huo)(huo)垃圾的(de)(de)(de)高溫(wen)好氧堆(dui)(dui)肥(fei)中 , 通過溫(wen)度變化和微(wei)(wei)生物(wu)(wu)(wu)數量變化考察(cha)了不同堆(dui)(dui)肥(fei)條件下(xia)垃圾降(jiang)解(jie)(jie)效果的(de)(de)(de)差(cha)(cha)異。結(jie)果表明在后發酵中接(jie)種降(jiang)解(jie)(jie)纖維素活(huo)(huo)性(xing)高的(de)(de)(de)霉(mei)菌(jun)(jun)(jun)很(hen)容易(yi)達到優(you)勢地位(wei) , 因(yin)(yin)此(ci)可以利(li)用所加霉(mei)菌(jun)(jun)(jun)提高堆(dui)(dui)肥(fei)的(de)(de)(de)溫(wen)度 , 加速降(jiang)解(jie)(jie)的(de)(de)(de)速度, 以此(ci)為下(xia)一步菌(jun)(jun)(jun)群(qun)的(de)(de)(de)篩(shai)選(xuan)工作提出了方向[ 2 ] 。

1.2　 生物工程技(ji)術 　

該技(ji)術是較早城市垃(la)圾(ji)處理(li)的生(sheng)物(wu)技(ji)術, 由(you)城市垃(la)圾(ji)處理(li)三法(fa)中的填埋法(fa)中孕育而產(chan)生(sheng) , 包括(kuo)工藝和工程兩個方面。

1.2.1　 工藝方(fang)面 　

工藝(yi)(yi)方面主要是針(zhen)對垃(la)圾滲濾(lv)(lv)液運行(xing)的某些處(chu)(chu)理 , 近期的研(yan)究報(bao)導(dao)頗多。目前(qian)(qian)垃(la)圾滲濾(lv)(lv)液處(chu)(chu)理工藝(yi)(yi)有(you)好氧生物(wu)(wu)處(chu)(chu)理、厭氧生物(wu)(wu)處(chu)(chu)理和二(er)者(zhe)結合(he)處(chu)(chu)理。二(er)者(zhe)結合(he)處(chu)(chu)理具(ju)有(you)效果(guo)好、運行(xing)成本(ben)低、適合(he)于(yu)處(chu)(chu)理生化(hua)性較好的滲濾(lv)(lv)液 , 也是目前(qian)(qian)用得(de)最(zui)(zui)多 , 最(zui)(zui)為有(you)效的處(chu)(chu)理方法。

1.2.1.1　 好氧(yang)生(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理(li) 　好氧(yang)處(chu)(chu)理(li)能有(you)(you)效(xiao)(xiao)降低(di)(di)滲濾(lv)液(ye)(ye)中的(de)(de)(de) B0D, COD 和(he)氨(an)氮 , 還可去除(chu)鐵、錳(meng)等(deng)金(jin)屬。對高(gao) B0D 值的(de)(de)(de)滲濾(lv)液(ye)(ye)處(chu)(chu)理(li)時 , 應(ying)該(gai)首先考慮生(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理(li)。好氧(yang)處(chu)(chu)理(li)包括活性污泥(ni)(ni)(ni)法(fa)、曝(pu)(pu)氣(qi)穩定(ding)(ding)(ding)塘法(fa)、生(sheng)物(wu)膜法(fa)和(he)滴濾(lv)池法(fa)等(deng) , 以延時曝(pu)(pu)氣(qi)法(fa)應(ying)用最多 , 曝(pu)(pu)氣(qi)穩定(ding)(ding)(ding)塘和(he)生(sheng)物(wu)膜次之 (主要(yao)用以去除(chu)氮 )。活性污泥(ni)(ni)(ni)法(fa)因費用低(di)(di)、效(xiao)(xiao)率高(gao)而得到(dao)最廣(guang)泛的(de)(de)(de)應(ying)用 , 是(shi)較普及的(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)方法(fa)。同時還分步流人(ren)法(fa)、延時曝(pu)(pu)氣(qi)法(fa)、吸附再生(sheng)法(fa)和(he)合建式(shi)表面曝(pu)(pu)氣(qi)池。曝(pu)(pu)氣(qi)穩定(ding)(ding)(ding)塘與(yu)活性污泥(ni)(ni)(ni)法(fa)相比 , 曝(pu)(pu)氣(qi)穩定(ding)(ding)(ding)塘體積大(da) , 有(you)(you)機(ji)負荷(he)低(di)(di) , 降解進度較慢 , 但由于工程簡單 , 在(zai)(zai)土地(di)不貴的(de)(de)(de)地(di)區 , 是(shi)最經濟的(de)(de)(de)垃圾滲濾(lv)液(ye)(ye)好氧(yang)生(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理(li)方法(fa); 生(sheng)物(wu)膜法(fa)是(shi)與(yu)活性污泥(ni)(ni)(ni)法(fa)并列(lie)的(de)(de)(de)另一種好氧(yang)生(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理(li)法(fa) , 它借助附著(zhu)在(zai)(zai)填(tian)料 (或濾(lv)料、載體 ) 上生(sheng)物(wu)膜的(de)(de)(de)作用 , 在(zai)(zai)有(you)(you)氧(yang)的(de)(de)(de)條件下(xia) , 氧(yang)化(hua)污水中的(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)物(wu)。

1.2.1.2　 厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)生(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理 　 近年來(lai) , 隨著微(wei)生(sheng)物(wu)學、生(sheng)物(wu)化學等學科(ke)發展(zhan)和(he)(he)工(gong)程實(shi)踐的(de)(de)(de)積累 , 不(bu)斷開發出新的(de)(de)(de)厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)處(chu)(chu)理工(gong)藝(yi)。該處(chu)(chu)理法有(you)厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)生(sheng)物(wu)濾(lv)(lv)池(chi)、厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)接觸法、上(shang)流(liu)(liu)式(shi)(shi)厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)污泥床和(he)(he)分段厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)消(xiao)化等。厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)式(shi)(shi)生(sheng)物(wu)濾(lv)(lv)池(chi)的(de)(de)(de)傳(chuan)統工(gong)藝(yi)為(wei)底部進水(shui)、上(shang)部出水(shui)的(de)(de)(de)上(shang)流(liu)(liu)式(shi)(shi)厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)生(sheng)物(wu)濾(lv)(lv)池(chi) , 其容積負(fu)荷高、剩余污泥少、耐沖擊負(fu)荷強(qiang) , 是目前使用的(de)(de)(de)主(zhu)要垃(la)圾處(chu)(chu)理類(lei)型。雖然厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)法處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)出水(shui)水(shui)質不(bu)能(neng)達到很好的(de)(de)(de)水(shui)平(ping) , 但它(ta)作(zuo)為(wei)高濃(nong)度有(you)機廢(fei)水(shui)在(zai)好氧(yang)處(chu)(chu)理前的(de)(de)(de)預處(chu)(chu)理是經濟有(you)效的(de)(de)(de)。

1.2.1.3　厭(yan)氧 — — — 好氧結合生物處(chu)(chu)理 　北京市政設計院(yuan)自(zi) 1988年進行城市垃(la)圾衛(wei)生填埋場滲濾液(ye)(ye)處(chu)(chu)理技術(shu)的(de)研究 , 經各組工(gong)藝(yi)組合的(de)試驗研究得(de)出(chu)如下結論: 對高(gao)濃度的(de)垃(la)圾滲濾液(ye)(ye)采用(yong)生化法處(chu)(chu)理是有效(xiao)的(de) , 采用(yong)厭(yan)氧 — — — 好氧處(chu)(chu)理工(gong)藝(yi)既經濟(ji)合理 , 處(chu)(chu)理效(xiao)率(lv)高(gao) , COD和(he) BOD 的(de)去除率(lv)分別達 8618% 和(he) 9712%; 陳石等人采用(yong)氨(an)吹脫(tuo) -厭(yan)氧生物濾池(chi) - S BR工(gong)藝(yi)對深圳(zhen)某(mou)填埋場的(de)滲濾液(ye)(ye)進行了中試研究 , 結果(guo) COD、BOD5、NH3 - N和(he) T N的(de)去除率(lv)分別達到 95%、99% 、9915% 和(he) 97%。

1.2.2　 工程(cheng)方面

目前新應用(yong)(yong)工(gong)程(cheng)是生物(wu)(wu)(wu)反應器(qi) , 通過(guo)有(you)目的(de)(de)控制手段強化(hua)微(wei)生物(wu)(wu)(wu)過(guo)程(cheng)從而(er)加速垃(la)圾中易(yi)降解(jie)和中等易(yi)降解(jie)有(you)機(ji)組份(fen)轉(zhuan)化(hua) , 形成一(yi)種穩定(ding)(ding)垃(la)圾的(de)(de)衛生填(tian)埋場(chang)運行方(fang)式(shi)。通過(guo)物(wu)(wu)(wu)理或化(hua)學的(de)(de)方(fang)法將游離(li)細胞或微(wei)生物(wu)(wu)(wu)定(ding)(ding)位于限定(ding)(ding)的(de)(de)空間區域內 , 使(shi)其保持活性(xing)并可反復利用(yong)(yong)。固定(ding)(ding)化(hua)的(de)(de)微(wei)生物(wu)(wu)(wu) , 由于高度(du)密集而(er)產生強抵抗能力或載體覆蓋(gai)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)阻擋作用(yong)(yong), 削弱了(le)有(you)毒(du)有(you)害物(wu)(wu)(wu)對微(wei)生物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)沖擊作用(yong)(yong) , 使(shi)反應器(qi)工(gong)藝運行的(de)(de)安全性(xing)得到大大提高。新近的(de)(de)研(yan)究(jiu)報導有(you): 李(li)秀金的(de)(de) “ 生物(wu)(wu)(wu)反應器(qi)型垃(la)圾填(tian)埋場(chang)技術特點(dian)和應用(yong)(yong)前景 ” [ 3 ] 、何若的(de)(de) “ 生物(wu)(wu)(wu)反應器(qi)填(tian)埋場(chang)系統的(de)(de)特性(xing)研(yan)究(jiu) ” [ 4 ] 和李(li)兵的(de)(de) “2種 MS W 好氧生物(wu)(wu)(wu)反應器(qi)型填(tian)埋方(fang)式(shi)的(de)(de)對比實(shi)驗(yan) ” [ 5 ] 。

工(gong)(gong)程方面研究(jiu)中 , 堆肥也是(shi)一(yi)種(zhong)重要的(de)工(gong)(gong)程性處(chu)理(li)技(ji)術之一(yi)。堆肥工(gong)(gong)藝是(shi)一(yi)種(zhong)古老的(de)有(you)機固(gu)體廢(fei)物(wu)(wu)的(de)生物(wu)(wu)處(chu)理(li)技(ji)術。該法是(shi)使垃(la)圾糞便中的(de)有(you)機物(wu)(wu) , 在微(wei)生物(wu)(wu)作用下 , 進行生物(wu)(wu)化學反應 , 最后形成(cheng)一(yi)種(zhong)類似腐殖質土壤(rang)的(de)物(wu)(wu)質 , 用作肥料或改良土壤(rang)。它是(shi)一(yi)種(zhong)有(you)效的(de)城市處(chu)理(li)手(shou)段 , 其優點是(shi)占(zhan)地面積小 , 投資少 , 有(you)較好的(de)經濟和環境效益, 對于發(fa)展(zhan)中國家的(de)城市來說 , 是(shi)一(yi)種(zhong)很有(you)發(fa)展(zhan)前途的(de)垃(la)圾處(chu)理(li)手(shou)段。

我國仍多采用(yong)傳統(tong)的(de)(de)堆(dui)肥方法 , 其簡單(dan)、落(luo)后(hou) , 垃(la)圾(ji)(ji)降解效率很(hen)低 , 所(suo)產生有機(ji)肥質(zhi)(zhi)量很(hen)差(cha), 不能做(zuo)到標準化 , 生物發酵周期過長(chang)等 , 阻礙了垃(la)圾(ji)(ji)生物降解技術的(de)(de)發展和(he)應(ying)用(yong)。為此尚且需要有效地改(gai)進傳統(tong)的(de)(de)堆(dui)肥方法 , 提高生物降解和(he)腐殖質(zhi)(zhi)轉化效率和(he)有機(ji)肥質(zhi)(zhi)量 , 推動(dong)城市(shi)生活垃(la)圾(ji)(ji)易腐物生物工程(cheng)降解技術的(de)(de)發展和(he)應(ying)用(yong)。

1.3　 生物技術

生物技術(shu)也稱作蠕蟲法。即利用養殖(zhi)蚯(qiu)蚓(yin)(yin)(yin)處(chu)理(li)(li)城市垃(la)(la)(la)圾 , 其優點是無污染 , 投資少、見效快(kuai)。由于蚯(qiu)蚓(yin)(yin)(yin)的(de)食量(liang)大 , 消(xiao)化(hua)力強 , 故垃(la)(la)(la)圾的(de)處(chu)理(li)(li)率高。試驗表明 , 每條蚯(qiu)蚓(yin)(yin)(yin)可吞食的(de)垃(la)(la)(la)圾量(liang)為(wei)體(ti)重(zhong)的(de) 218 倍 , 100萬(wan)條蚯(qiu)蚓(yin)(yin)(yin)每個月處(chu)理(li)(li)垃(la)(la)(la)圾為(wei) 24 - 36 t, 蚯(qiu)蚓(yin)(yin)(yin)糞(fen)是很好(hao)的(de)有機(ji)肥料 , 蚯(qiu)蚓(yin)(yin)(yin)還可以作為(wei)飼養動物的(de)蛋白質來源之(zhi)一。我(wo)國的(de)臺(tai)灣省(sheng)及美國、日本、緬(mian)甸、印度等均利用此法處(chu)理(li)(li)垃(la)(la)(la)圾。

2　 生物處理技術的作用特性

垃圾填埋法的(de)微(wei)生物處理中 , 微(wei)生物的(de)顯著處理效果(guo)表現為以下(xia)六個特性:

2.1　 微(wei)生物繁殖快 , 易變異(yi) , 適應性強。

2.2　 微(wei)生(sheng)物個(ge)體微(wei)小 , 比表面積(ji)大 , 代(dai)謝速率快。

2.3　覆土(tu)和(he)垃圾中存在(zai)多(duo)種多(duo)樣的微(wei)生物 , 它們的營(ying)養類型、理化(hua)性(xing)狀(zhuang)和(he)生態習性(xing)多(duo)種多(duo)樣, 并且(qie)存在(zai)多(duo)種類型代謝活(huo)動。

2.4　微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)酶(mei)(mei)具有專一性和誘(you)導性。對(dui)(dui)于垃圾中(zhong)可降(jiang)解(jie)不(bu)溶(rong)(rong)性復雜有機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu) , 微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)通過(guo)胞外酶(mei)(mei)的作用使(shi)其水解(jie)成溶(rong)(rong)解(jie)性的簡單有機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu) , 進(jin)入(ru)到(dao)細(xi)胞內后(hou) , 再通過(guo)胞內酶(mei)(mei)的作用進(jin)行降(jiang)解(jie)。對(dui)(dui)于難以生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)的有機(ji)污(wu)染物(wu)(wu)(wu)(wu) , 微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)通過(guo)靈活的代謝調控機(ji)制而(er)降(jiang)解(jie)轉(zhuan)化。

2.5　 微(wei)生物(wu)體(ti)(ti)內具(ju)有(you)質(zhi)粒(li)(li)(li) , 能(neng)起調控作用(yong)。質(zhi)粒(li)(li)(li)是細菌體(ti)(ti)內的一(yi)種環狀 DNA分子 , 是染色體(ti)(ti)以外的遺傳物(wu)質(zhi)。由(you)于降解(jie)性(xing)質(zhi)粒(li)(li)(li)編碼(ma)生物(wu)降解(jie)過程中的一(yi)些關鍵酶(mei)類 , 抗藥性(xing)質(zhi)粒(li)(li)(li)能(neng)使宿(su)主細胞抗多種抗生素和(he)有(you)毒化學品如農(nong)藥和(he)重金屬等 , 因(yin)(yin)此 , 在(zai)有(you)毒物(wu)存在(zai)的情況下 , 質(zhi)粒(li)(li)(li)能(neng)給宿(su)主帶來具(ju)有(you)選擇優勢(shi)的基因(yin)(yin) , 并且 , 質(zhi)粒(li)(li)(li)能(neng)夠轉移 , 獲得質(zhi)粒(li)(li)(li)的細胞同(tong)時獲得質(zhi)粒(li)(li)(li)所具(ju)有(you)的性(xing)狀。

2.6　微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)具(ju)有共代(dai)謝作(zuo)用(yong)。微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)通過共代(dai)謝作(zuo)用(yong) , 使其在可作(zuo)碳源(yuan)和能源(yuan)的(de)基(ji)質(zhi)上生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)(chang)時 , 也(ye)使一(yi)種(zhong)非生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)(chang)基(ji)質(zhi)不(bu)完全轉(zhuan)化(hua)。共代(dai)謝微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)在利用(yong)某種(zhong)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)(chang)基(ji)質(zhi)時 , 與該生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)(chang)基(ji)質(zhi)結構相似的(de)非生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)(chang)基(ji)質(zhi)會在微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)(jie)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)(chang)基(ji)質(zhi)的(de)初始酶 (專一(yi)性不(bu)高(gao) ) 作(zuo)用(yong)下(xia)將非生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)(chang)基(ji)質(zhi)降(jiang)解(jie)(jie)和轉(zhuan)化(hua)。例(li)如 , 甲烷氧(yang)(yang)化(hua)菌產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)單加氧(yang)(yang)酶是(shi)一(yi)種(zhong)非特異性酶 , 可以通過共代(dai)謝作(zuo)用(yong)降(jiang)解(jie)(jie)三氯(lv)乙烯 ( TCE)、多(duo)氯(lv)聯苯(ben) ( PCB s) 等多(duo)種(zhong)難降(jiang)解(jie)(jie)有機(ji)污染物(wu)(wu)。

3　 生物處理技術的作用機理

垃圾的(de)厭氧(yang)降(jiang)解(jie)(jie)是(shi)多類(lei)群微(wei)生(sheng)物協同代謝(xie)的(de)過(guo)程(cheng) , 不同代謝(xie)微(wei)生(sheng)物相互促進、相互制(zhi)約。穩(wen)定(ding)的(de)降(jiang)解(jie)(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)各微(wei)生(sheng)物類(lei)群處于一種(zhong)微(wei)妙的(de)動態(tai)平衡中(zhong) , 一旦某個環節發(fa)生(sheng)障礙 , 就會影響整個代謝(xie)過(guo)程(cheng)。垃圾在填(tian)埋(mai)中(zhong)所經(jing)歷的(de)降(jiang)解(jie)(jie)過(guo)程(cheng)大致可(ke)以分為好氧(yang)降(jiang)解(jie)(jie)和(he)厭氧(yang)降(jiang)解(jie)(jie)兩個階段[ 6 ] 。

好氧降(jiang)解階段: 該階段垃(la)圾中(zhong)易(yi)降(jiang)解的(de)有機(ji)組迅速與填埋垃(la)圾所夾帶(dai)的(de)氧氣發生好氧生物(wu)降(jiang)解 , 生成 CO2和 H2, 同(tong)時釋放出一定熱(re)量 , 垃(la)圾溫度升高(gao)。該過(guo)程短暫 , 在填埋場垃(la)圾降(jiang)解中(zhong)只起次要作用。

厭氧降(jiang)解階段(duan)(duan): 該階段(duan)(duan)是垃圾降(jiang)解的主(zhu)要階段(duan)(duan) , 它包(bao)括水(shui)解、酸化、產氫產乙酸和產甲(jia)烷過程。

4　 生物處理技術的影響因素

生(sheng)物(wu)(wu)處理城市垃(la)圾(ji)的(de)實質是(shi)一(yi)種生(sheng)物(wu)(wu)降解過程 , 影響降解的(de)因(yin)(yin)素(su)分為兩大類(lei) , 一(yi)類(lei)是(shi)環境因(yin)(yin)素(su) , 包(bao)括溫度、pH值、濕(shi)度和氧化還原(yuan)電(dian)位等(deng); 另一(yi)類(lei)是(shi)基本因(yin)(yin)素(su) , 包(bao)括微生(sheng)物(wu)(wu)量(liang)、有機物(wu)(wu)組成、營養比等(deng)。

4.1　 溫(wen)度 　微生物生長(chang)的溫(wen)度范圍很廣(guang) , 約為(wei)(wei) 5 - 85℃, 根(gen)據(ju)不同微生物生長(chang)溫(wen)度可分為(wei)(wei)低溫(wen)型(xing)、中(zhong)溫(wen)型(xing)和(he)高(gao)溫(wen)型(xing)。垃(la)圾的降解主要發(fa)生在中(zhong)溫(wen)和(he)高(gao)溫(wen)段 , 中(zhong)溫(wen)型(xing)最適(shi)為(wei)(wei) 18 - 35℃, 最高(gao)為(wei)(wei) 40 - 45℃, 高(gao)溫(wen)型(xing)最適(shi) 50 - 60℃, 最高(gao) 70 - 85℃。

4.2　 濕度 　水(shui)作(zuo)(zuo)為營養物質、酶、胞外酶和(he)氣體的(de)溶劑 , 在不同轉化(hua)時 (水(shui)解過程 ) 作(zuo)(zuo)為化(hua)學(xue)有效物質 , 水(shui)的(de)存在是微生(sheng)物活動和(he)厭氧降解成功的(de)基本條(tiao)件。垃圾衛生(sheng)填埋過程中能承受的(de)含水(shui)率范圍較寬(kuan) , 一(yi)般(ban)在 25% - 70%。

4.3　pH值(zhi)　 在填埋過程中(zhong)(zhong) , 垃圾中(zhong)(zhong)的(de)(de)有機物被微生物所降解 , 而產甲烷(wan)菌(jun)最適宜 pH值(zhi)為(wei) 618 - 715, pH低(di)于(yu) 618或(huo)高于(yu) 715時(shi)甲烷(wan)菌(jun)的(de)(de)活(huo)性低(di), 要(yao)求絕對厭氧 , 因為(wei) pH值(zhi)的(de)(de)變化影響不產甲烷(wan)菌(jun)的(de)(de)活(huo)動 , 間接影響產甲烷(wan)菌(jun) , pH值(zhi)高時(shi)會使 C濃度下降 , pH值(zhi)低(di)時(shi)又會抑制細菌(jun)的(de)(de)活(huo)動。

4.4　垃圾中(zhong)有(you)機(ji)物組成 　在垃圾厭氧降解(jie)中(zhong) , 為滿足(zu)微生物生長(chang)(chang)的(de)需(xu)(xu)要 , 垃圾中(zhong)要有(you)足(zu)夠的(de)碳(tan)、氮、磷存在 , 一(yi)般 C /N值(zhi)在 10 - 20: 1之(zhi)間 , 有(you)機(ji)物去(qu)除量最大(da)。若 C /N值(zhi)太(tai)高 , 則(ze)細菌生長(chang)(chang)所需(xu)(xu)的(de)氮量不(bu)足(zu) , 容(rong)易(yi)造成有(you)機(ji)酸的(de)積累 , 抑(yi)制產甲(jia)烷菌的(de)生長(chang)(chang)。如 C /N值(zhi)太(tai)低(di) , 鹽(yan)大(da)量積累 , pH值(zhi)上升到 8以上 , 也會抑(yi)制產甲(jia)烷菌的(de)生長(chang)(chang)。

5　 生物處理技術的菌群分類

在填埋(mai)法的生(sheng)物降解垃圾的過程(cheng)中 , 所涉及的主要(yao)(yao)微生(sheng)物類(lei)群有細(xi)菌、真(zhen)菌和放線菌。其(qi)中細(xi)菌數量(liang)最(zui)多。按垃圾厭氧降解過程(cheng), 主要(yao)(yao)微生(sheng)物可分為以下三類(lei)。

第一類(lei)(lei) , 水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)菌(jun)(jun)(jun)(jun)群。微生(sheng)物產(chan)生(sheng)的胞外酶(mei)催化大分(fen)子(zi)(zi)聚合物水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)成單(dan)(dan)體(ti)或小分(fen)子(zi)(zi)聚合物。按底物可(ke)將(jiang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)分(fen)為(wei) 3類(lei)(lei): 糖類(lei)(lei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)、蛋(dan)白質水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)和脂肪(fang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)。糖類(lei)(lei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)又包含纖維素(su)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)、淀粉(fen)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)和果(guo)膠(jiao)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)。由(you)此水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)菌(jun)(jun)(jun)(jun)分(fen)為(wei): 纖維素(su)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)菌(jun)(jun)(jun)(jun)、淀粉(fen)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)菌(jun)(jun)(jun)(jun)、果(guo)膠(jiao)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)(jie)菌(jun)(jun)(jun)(jun)、蛋(dan)白質水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)菌(jun)(jun)(jun)(jun)和脂肪(fang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)菌(jun)(jun)(jun)(jun)。纖維素(su)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)細菌(jun)(jun)(jun)(jun)主要有(you)產(chan)琥珀酸(suan)擬桿菌(jun)(jun)(jun)(jun)、溶纖維丁酸(suan)弧(hu)菌(jun)(jun)(jun)(jun)等。淀粉(fen)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)(jie)細菌(jun)(jun)(jun)(jun)主要有(you)巨大芽(ya)(ya)孢桿菌(jun)(jun)(jun)(jun) CB11、真菌(jun)(jun)(jun)(jun)毛霉(mei)屬(shu) SF2。果(guo)膠(jiao)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)(jie)真菌(jun)(jun)(jun)(jun)是毛霉(mei)屬(shu) PeF5; 蛋(dan)白質降(jiang)解(jie)(jie)(jie)(jie)細菌(jun)(jun)(jun)(jun)有(you): 細菌(jun)(jun)(jun)(jun)炭疽芽(ya)(ya)孢桿菌(jun)(jun)(jun)(jun) PA5、缺(que)陷短波單(dan)(dan)孢菌(jun)(jun)(jun)(jun) PB l5。脂肪(fang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)菌(jun)(jun)(jun)(jun)中(zhong)橄欖(lan)(lan)油降(jiang)解(jie)(jie)(jie)(jie)細菌(jun)(jun)(jun)(jun)有(you): 纖維素(su)單(dan)(dan)胞菌(jun)(jun)(jun)(jun)屬(shu) FB4、橄欖(lan)(lan)油降(jiang)解(jie)(jie)(jie)(jie)真菌(jun)(jun)(jun)(jun)毛霉(mei)屬(shu) FF6等。

第(di)二類(lei) , 產氫(qing)產乙(yi)酸(suan)群。主(zhu)要有: 布(bu)氏甲烷桿菌屬和 G株(zhu)布(bu)氏桿菌屬。

第三類(lei) , 產甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)(wan)(wan)菌(jun)(jun)群(qun)。主要(yao)有(you): 桿(gan)狀(zhuang)菌(jun)(jun)、球(qiu)(qiu)狀(zhuang)菌(jun)(jun)和八(ba)疊(die)球(qiu)(qiu)菌(jun)(jun) 3類(lei)。桿(gan)菌(jun)(jun)中有(you): 史密斯短桿(gan)菌(jun)(jun)屬、史密斯甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)(wan)(wan)桿(gan)菌(jun)(jun)屬、嗜熱自養甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)(wan)(wan)桿(gan)菌(jun)(jun)屬; 球(qiu)(qiu)菌(jun)(jun)有(you): 范尼氏甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)(wan)(wan)球(qiu)(qiu)菌(jun)(jun)、沃氏甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)(wan)(wan)球(qiu)(qiu)菌(jun)(jun)等(deng)(deng); 八(ba)疊(die)球(qiu)(qiu)狀(zhuang)產甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)(wan)(wan)細菌(jun)(jun)為(wei): 巴氏甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)(wan)(wan)八(ba)疊(die)球(qiu)(qiu)菌(jun)(jun)、嗜熱甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)(wan)(wan)八(ba)疊(die)球(qiu)(qiu)菌(jun)(jun)等(deng)(deng) , 其(qi)中產甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)(wan)(wan)八(ba)疊(die)球(qiu)(qiu)菌(jun)(jun)為(wei)優(you)勢種。

【參考文獻】

〔 1〕 微生物處理垃圾成新寵

〔 2〕 生活(huo)垃圾好(hao)氧堆肥微(wei)生物接種的初步研(yan)究

〔 3〕 李秀金 1生(sheng)物反應(ying)(ying)器型垃圾填(tian)埋場技術特點和應(ying)(ying)用前景 [ J ]1農業工程學報 , 2002, 18 (1) : 111～1141

〔 4〕 何若 , 沈東升。生物(wu)反應(ying)器填埋場系統(tong)的特(te)性研究 [ J ]1環境科學(xue)學(xue)報 , 2001, 21 (6) : 763～767

〔 5〕 李(li)兵 , 董志穎。2種 MS W 好氧生物反(fan)應(ying)器(qi)型填埋方式的對比(bi)實驗 , 第 26卷第 3期 2005年(nian) 5月 環境科學(xue) , 2005 (5) , VO11261NO13

〔 6〕 龍焰(yan) , 沈東升。填埋(mai)場(chang)中垃圾降(jiang)解微(wei)生物機理研究進展(zhan) , 浙(zhe)江大學(xue)學(xue)報 (農業與生命科學(xue)版 ) 32 (1) : 9～ 13, 2006。

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