3.两步厌氧消化工艺。在湿式工艺和干发酵工艺中,垃圾中的有机质转化为沼气的过程是在一个连续的生化反应中完成,各个不同的反应阶段难以达到其各自的最佳反应条件。例如酸化阶段会导致PH值的下降,产甲烷阶段要求接近中性或偏碱的环境,而两步厌氧消化工艺即是要创造两个不同的生物和营养环境条件如:温度和PH等。典型的两步工艺,在第一阶段进行反应物的酸化和水解,第二个阶段进行产甲烷。在微生物环境方面,水解产酸菌和产甲烷菌对厌氧环境的要求不同,只有在产甲烷阶段,由于甲烷菌是严格的厌氧菌,才需要严格的厌氧环境。
4.制约厌氧消化处理工艺发展应用的因素。厌氧消化处理城市垃圾是一种古老的方法,其消化过程是一个动态、多相、多介质的物理、化学和生物反应紧密相关的复杂过程。其中有机物的生物、化学转化及物质的传输与分布不易监控,在城市垃圾分选、厌氧发酵工艺、二次污染的处理等方面都存在许多问题。制约厌氧消化处理技术在城市垃圾处理应用中的制约因素主要表现在:(1)城市垃圾的分选需投入大量的人力物力,系统工程复杂。现阶段要对城市垃圾作较系统的分选很难,城市垃圾分选效率将直接影响到堆肥生产的成本和产品的质量,故垃圾收集分区、分类收集和建立垃圾收费制度将是影响今后我国垃圾厌氧发酵产业进一步发展的关键因素;(2)厌氧微生物对垃圾中复杂有机物降解能力对发酵过程起决定性作用,选用优良的厌氧菌种是厌氧消化技术的核心。因此,发酵厌氧微生物的筛选、培养和鉴定也成为制约因素之一;(3)厌氧过程中温度、PH值、营养物质和底物毒性对发酵过程有较大的影响,操作人员要不断监视发酵过程、判断和调整各种参数,很难实现实时监控;(4)消化过程中产生的废水和废气由于处理效果不佳,已成为严重的环境污染源。废气的产生量和浓度随垃圾的不同而改变,容易对处理系统造成冲负荷,从而导致处理系统的失败;(5)消化产品的腐熟度是衡量厌氧消化过程的最终指标。未经腐熟的产品中有机物和毒性物质会造成植物生长的缺氧和间接毒性,危害作物生长。目前,对堆肥产品的腐熟检测缺乏统一的标准,且检测过程相对复杂,无法进行现场检测。
四、垃圾厌氧消化处理的环保效益和经济效益
厌氧消化技术能最大限度的循环利用垃圾中的可用成分,采用“分选+厌氧消化+堆肥”的方式处理可明显减少温室气体的排放,抑制有毒气体和液体的排放可避免二次污染。另外,使用厌氧消化技术处理生活垃圾,对垃圾中有用物质及能量加以回收和利用,使垃圾处理无害化、减量化。以我国2000年的垃圾量来计算,大约可以获得25亿立方米左右的沼气,其经济效益相当可观。同时,厌氧消化处理的残留物无论是做肥料还是饲料,都可取得较好的经济效益。
五、结语
随着经济的发展和人民生活水平的提高,城市垃圾日益增多,和资源、能源愈渐短缺的矛盾越来越突出。传统的填埋、堆肥和焚烧处理方法的局限性限制了我国城市生活垃圾处理的发展。而目前垃圾整体处理水平低,规模小,技术落后,垃圾分选程度低,很大程度上限制了厌氧技术的使用。因此,必须认真研究和总结国内外生活垃圾资源化综合利用的经验,开拓厌氧消化处理技术,结合适合我国国情的城市生活垃圾资源化综合利用的途径,尽快解决我国城市生活垃圾问题,提高资源利用水平。
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