固体废物好氧生物处理

可生物处理的固体废物

简而言之，固体废物就是我们所说的“垃圾”。这些“垃圾”有些可以进行生物处理，有些则不能。例如，蔬菜和肉类等厨余垃圾，砍伐树木时产生的修剪树枝和落叶，牲畜粪便，甚至动物遗骸都是可以进行生物处理的“垃圾”。另一方面，塑料、玻璃、橡胶等化学合成废物是不适合生物处理的“垃圾”。这样，“回归土壤的垃圾”可以说是可以进行生物处理的固体垃圾。

固体废物的生物处理是利用动物（蚯蚓等小动物）和微生物来减少废物量（减量）并作为肥料回收（回收）的一种方法。生物处理方法大致有两种：厌氧生物处理和好氧生物处理。厌氧生物处理（尤其是气化处理）在户用沼气系统机理中有详细介绍。本节介绍好氧生物处理。

好氧生物处理机理

有氧的状态，例如我们生活的环境，称为“有氧状态（aerobic state）”。另一方面，没有氧气的状态被称为“厌氧状态（anaerobic）”。好氧生物处理是一种让微生物在好氧状态下处理固体废物的方法。用蚯蚓等小动物处理还包括好氧生物处理。好氧微生物通过氧化反应从废物中的有机物中获得三磷酸腺苷（ATP），同时产生二氧化碳和水。此外，当有机物含量较低时，微生物自身的体细胞发生氧化反应合成ATP，产生二氧化碳、水和氨。通过重复这两个反应，废物被分解并降低分子量。此时，有机物中50～60%的能量通过生物反应转化为ATP，其余以热的形式放出（称为生物反应热）1）。通过这种方式，利用微生物的代谢能力处理废物。

好氧生物处理的一个例子是堆肥。这是一种控制固体废物的水含量和曝气（氧气浓度）并在数周到数月内对其进行生物降解的方法。由于有机物质会随着时间的推移而生物降解，因此不仅糖类和蛋白质等容易分解的有机物质，而且相对难以分解的纤维素植物来源的物质也可以分解、稳定和矿化。因此，得到的堆肥中含有大量的腐殖酸（腐殖酸），具有适合植物生长的聚集结构，如“保水性好”和“排水性好” 2）。此外，由于处理过程中生物反应的热量，废物中的温度达到50至80℃左右，因此可以杀死病原微生物。这种堆肥过程允许将固体废物回收为优质和卫生的堆肥。