城市生活垃圾厌氧处理技术及存在问题

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厌氧技术在生活垃圾处理中的应用现状及发展趋势

厌氧技术在生活垃圾处理中的应用现状及发展趋势

厌氧技术在生活垃圾处理中的应用现状及发展趋势厌氧技术是一种在缺氧环境下进行有机物质分解的生化过程,通常在污水处理、食品加工和生活垃圾处理等领域有着广泛的应用。

在生活垃圾处理中,厌氧技术可以有效地降解有机物质,减少垃圾堆填场的压力,同时产生可再生能源和有机肥料。

本文将详细介绍厌氧技术在生活垃圾处理中的应用现状和发展趋势。

一、厌氧技术在生活垃圾处理中的应用现状1. 生活垃圾处理厌氧技术的基本工艺生活垃圾主要包括厨余垃圾、餐厨垃圾、废弃食品等有机物质,其处理工艺一般包括垃圾资源化利用、垃圾焚烧以及垃圾填埋等方式。

而厌氧技术在生活垃圾处理中主要应用于垃圾资源化利用的过程中。

其基本工艺包括有机物质的分解、生成沼气以及有机肥料等。

2. 厌氧技术在我国的应用现状我国是世界上人口最多的国家,生活垃圾处理问题一直备受关注。

目前,我国生活垃圾处理主要采用填埋和焚烧的方式,但由于填埋地资源日益稀缺,焚烧带来的环境污染等问题,厌氧技术逐渐成为生活垃圾处理的热门选择。

目前,一些地方已经开始在生活垃圾处理中引入厌氧技术,取得了一定的成果。

3. 典型案例厌氧技术在生活垃圾处理中的典型案例包括上海市崇明区的生活垃圾处理项目。

该项目采用了厌氧发酵技术,将厨余垃圾等有机物质分解产生沼气,用于发电和供暖,同时产生有机肥料,实现了生活垃圾的资源化利用和无害化处理。

二、厌氧技术在生活垃圾处理中的发展趋势1. 技术创新随着生活垃圾处理需求的不断增长,厌氧技术在生活垃圾处理中的应用将更加注重技术创新。

未来,厌氧技术将更加注重高效、节能、环保的处理工艺,提高沼气产量,减少有机肥料中的有害物质含量,提高垃圾资源化利用的效率。

2. 资源再利用未来,厌氧技术在生活垃圾处理中将更加注重资源再利用。

沼气可以作为可再生能源,供给生活用气、发电、供暖等领域。

有机肥料可以用于农田施肥,提高土壤肥力,减少化肥使用,实现循环农业的发展。

3. 精准管理未来,厌氧技术在生活垃圾处理中将更加注重精准管理。

厌氧技术在生活垃圾处理中的应用现状及发展趋势

厌氧技术在生活垃圾处理中的应用现状及发展趋势

厌氧技术在生活垃圾处理中的应用现状及发展趋势随着城市化进程的加快和经济的快速发展,城市生活垃圾数量不断增加,垃圾处理成为了一个亟待解决的大问题。

传统的生活垃圾处理方式主要有填埋和焚烧两种方式,但这两种方式都存在一些问题,如填埋造成的土地资源浪费和环境污染,焚烧产生的二氧化碳和其他有害气体对环境造成破坏。

为了更加高效地处理生活垃圾并减少对环境的影响,科研人员开始将厌氧技术引入到生活垃圾处理中。

本文将对厌氧技术在生活垃圾处理中的应用现状及发展趋势进行详细介绍。

1. 厌氧消化技术厌氧消化技术是一种利用微生物在无氧条件下分解有机物质产生沼气的生物处理方法。

通过该技术,不仅可以降解有机废弃物中的有机物质,还可以利用产生的沼气发电、供暖等,实现资源的再利用。

目前,国内外已经有很多城市和企业采用厌氧消化技术处理生活垃圾,取得了较好的效果。

厌氧堆肥技术是利用厌氧微生物分解生活垃圾中的有机物质,产生有机肥料的一种处理方法。

该技术相对于传统的堆肥技术来说,短时间内即可完成生活垃圾的处理,同时还可以产生沼气,节约能源。

目前,厌氧堆肥技术在一些发达国家已得到广泛应用,国内也有一些城市和企业开始尝试使用该技术处理生活垃圾。

1. 技术不断完善随着科技的不断发展和创新,厌氧技术在生活垃圾处理中的应用也在不断完善。

目前,一些科研机构和企业正在针对厌氧技术进行深入研究,并不断优化其工艺流程和设备装备,提高了处理效率和资源利用率,降低了处理成本。

2. 沼气的综合利用3. 综合利用厌氧产物厌氧消化和厌氧堆肥产生的沼气和有机肥料是宝贵的资源,未来厌氧技术在生活垃圾处理中还将更加注重综合利用这些产物。

如沼气可以用于发电、取暖等,有机肥料可以用于农业生产,实现资源的循环利用,减少对环境的污染。

4. 国际合作趋势厌氧技术在生活垃圾处理中的应用具有普遍适用性,国际上也越来越重视这一技术的发展。

未来,国际间在厌氧技术研究和经验交流方面的合作将更加频繁,从而推动该技术在全球范围内的应用与推广。

试析生活垃圾无害化处理与资源化利用

试析生活垃圾无害化处理与资源化利用

试析生活垃圾无害化处理与资源化利用摘要:随着城市化进程的加速,城市生活垃圾的产生量正以前所未有的速度增加,构成了对环境与公共卫生的严重威胁。

这些垃圾不仅包含可再利用的资源,还含有对环境有害的成分。

因此,针对城市生活垃圾的有效管理和无害化处理,成为全球性的环境问题。

据估计,全球每年产生的城市生活垃圾量已超过数亿吨。

本文旨在深入分析城市生活垃圾的成分、产生原因及其对环境的影响,探讨无害化处理与资源化利用的策略与技术,旨在提供科学、有效的解决方案,以应对这一日益严峻的环境挑战。

关键词:城市生活垃圾;环境保护;无害化处理;资源化利用前言:城市化进程的快速发展,伴随着城市人口密度的增加和生活水平的提高,导致了城市生活垃圾量的剧增。

这些垃圾不仅对城市景观造成破坏,还对环境质量和公共卫生构成严重威胁。

城市生活垃圾的有效处理和资源化利用,已经成为现代城市管理中不可忽视的重大课题。

本文基于对现代城市生活垃圾特点的深入分析,探讨了垃圾无害化处理的重要性、现有处理技术及其应用情况,并对未来城市生活垃圾的处理趋势进行了展望。

一、城市生活垃圾无害化处理的重要性城市生活垃圾的无害化处理不仅可以减轻对环境的负担,还能将垃圾转化为有用的资源。

在科技的推动下,垃圾的资源化已成为可能,其潜在价值不容忽视。

有效的无害化处理技术,如物理、化学和生物方法,能加速垃圾的分解,减少其对生态环境的影响。

资源化处理不仅节约了自然资源,还促进了社会经济的可持续发展。

二、城市生活垃圾无害化处理技术城市生活垃圾的无害化处理是解决城市环境问题的关键。

合理的处理不仅能够减少垃圾对环境的影响,还能将其转化为有用的资源。

以下是几种主要的无害化处理技术的详细介绍:(一)堆肥处理堆肥处理是一种将有机废物转化为肥料的生物降解过程。

这种方法主要适用于食品废弃物、园艺废料以及其他可生物降解的有机物。

在堆肥过程中,通过微生物的作用,有机物质被分解成为营养丰富的土壤改良剂。

城市生活垃圾处理技术分析

   城市生活垃圾处理技术分析

城市生活垃圾处理技术分析摘要:随着我国城镇化的不断加快,人们生活水平的不断提高,城市人口急剧增加,城市生活垃圾也随之剧增,加之垃圾构成分更加多元化,使得城市垃圾处理难度增大。

本文将对城市生活垃圾处理技术进行分析,并在此基础上就如何进行垃圾管理提出了建议,以供参考。

关键词:城市垃圾生活垃圾垃圾处理随着我国城镇化的进展,城市范围扩大及城市人口显著增加,城市生活垃圾也随着大量产生,目前以每年超过9%的速度迅速増长。

有关数据显示我国生活垃圾量已达六十多亿吨,侵占土地面积超过五亿多平方米,不少基础设施落后的城市已陷入垃圾包围之中,我国的垃圾无害化处理率不到20%。

长期以来,我国绝大部分城市采用露天堆放、自然填沟和填坑的方式消纳城市垃圾,对土壤、地下水、大气等均造成现实的影响和潜在的危害。

垃圾问题一方面影响到城市环境,危害着居民身心健康,另一方面更影响其城市经济转型能否顺利成功。

因此,如何解决垃圾问题,还居民一个健康、洁净的生存环境,引起各级政府的高度重视。

1.目前我国城市生活垃圾传统处理技术我国城市的垃圾处理有多种方法,主要有填埋法、焚烧法和堆肥法。

解决垃圾问题的目标是将垃圾减容、减量、资源化、能源化及无害化处理。

1.1填埋法卫生填埋是一种垃圾集中收集处理的措施,防治污染的填埋方法,采取场地防渗、分层压实、分层覆盖,填埋区气体通过导排管进行导排排出或收集利用,渗滤液收集处理。

我国目前最普遍采用的垃圾处理方法。

垃圾填埋处理的优点是设备操作简单、适应性和灵活性强、建设投资少、运行费用低、技术要求不高以及适于处置各种类型垃圾等。

但填埋也有其自身的缺点,如占地面积大、使用时间短(一般十年左右),造价高,浸出液难以收集控制、易造成对地下土地及水资源的污染等。

即使是卫生填埋。

采取了各种防护措施,以用填埋物发酵生成的气体燃烧发电的较先进处理方式,但由于该技术只对填埋气体进行资源化利用,因此资源化利用程度低,并且对正在填埋中的工作面产生的填埋气无法利用,对填埋工艺要求也较高(如防水、覆土、压实等),需封场或部分封场进行抽气,一般只适合于大型或超大型的卫生填埋场。

厌氧技术在生活垃圾处理中的应用现状及发展趋势

厌氧技术在生活垃圾处理中的应用现状及发展趋势

厌氧技术在生活垃圾处理中的应用现状及发展趋势1. 厌氧发酵技术在有机废弃物处理中的应用厌氧发酵技术是一种利用微生物降解有机废弃物的方法,通过在无氧条件下,微生物对有机物进行降解,并产生沼气。

这种技术不仅能够有效处理有机废弃物,还能够产生可再利用的能源。

目前,国内外许多城市已经采用了厌氧发酵技术处理生活垃圾,并取得了良好的效果。

中国南京的某生活垃圾处理场利用厌氧技术处理了大量的有机废弃物,成功实现了产气和有机肥的综合利用,为当地的垃圾处理工作带来了很大的便利。

在污水处理厂中,所产生的污泥也是一种需要处理的有机废弃物。

传统的污泥处理方式多为填埋或焚烧,这既浪费了资源,还产生了大量的温室气体。

而采用厌氧消化技术处理污泥则能够将有机物降解,并产生沼气。

世界上许多污水处理厂已经开始采用厌氧消化技术处理污泥,并取得了很好的效果。

英国伦敦的伊斯灵顿污水处理厂通过引进厌氧消化设备,将污泥处理成了稳定的有机肥,并成功解决了污泥处理和资源利用的问题。

生活垃圾中常常含有大量的有毒气体,如硫化氢、氨气等。

传统的处理方式往往是直接焚烧或者化学吸收,这些方式不仅效率低下,还会产生二次污染。

而厌氧生物处理技术则是利用微生物对有机废弃物进行降解,将有毒气体降解为无害成分。

目前,这种技术在某些垃圾填埋场得到了应用,已经取得了一定的效果,并且在未来有望成为有毒气体处理的主流技术之一。

1. 资源化利用将成为未来发展的主要方向随着资源的稀缺和环境问题的日益严重,厌氧技术在生活垃圾处理中的发展将更加注重资源化利用。

通过厌氧发酵和厌氧消化处理生活垃圾和污泥,不仅能够减少填埋量和焚烧排放,还能够生产沼气和有机肥,实现废物的资源化利用。

2. 技术装备将逐步完善和成熟目前,厌氧技术在生活垃圾处理中的应用还存在一些问题,如设备成本高、技术不成熟等。

未来,随着技术的进步和经济水平的提高,技术装备将逐步完善和成熟,使得厌氧技术在生活垃圾处理中更加普及和成熟。

我国城市生活垃圾厌氧消化处理的初探

我国城市生活垃圾厌氧消化处理的初探

我国城市生活垃圾厌氧消化处理的初探(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)【摘要】文章分析了我国城市生活垃圾处理现状及存在问题,简述了当前广泛使用的填埋、堆肥和焚烧处理技术及其局限性,厌氧消化技术成为处理有机废物最为理想的方法,介绍了城市生活垃圾厌氧消化工艺、研究进展,并对制约厌氧消化技术的因素进行了讨论。

【关键词】厌氧消化;城市生活垃圾;综合利用;有机质垃圾一、前言城市垃圾已成为当今世界的一大公害,也成为我国环境污染的突出问题之一。

近几年来,我国城市生活垃圾产量达1亿多吨,且每年以10%的速率增长。

而且随着城镇化进程的加快,垃圾产量将持续增长。

传统的垃圾处理,填埋、堆肥和焚烧是最常用的方法,但由于垃圾卫生填埋和焚烧处理的环保要求较高,焚烧和填埋成本也随之增加,且这些方式本身存在一定的弊端,对土壤、地下水和大气都会造成严重污染局面。

由于环境立法的日益严格和垃圾的分类收集,为垃圾处理提供了条件。

在各种处理方法中,生物方法成为处理分类收集有机部分的一种有效方式,它能最大程度地循环利用有用成分。

在生物处理方法中,利用微生物将有机物转化为甲烷、二氧化碳、无机营养物和腐殖质的厌氧技术逐渐引起人们的重视。

二、我国垃圾处理现状及存在问题解决垃圾问题的目标是将垃圾减容、减量、资源化、能量化及无害化。

目前主要有填埋、堆肥及焚烧处理三种方法。

填埋是目前我国大多数城市解决生活垃圾出路的主要方法,到2003年底全国共有559座生活垃圾填埋场,近85%的城市生活垃圾采用填埋处理。

利用微生物分解垃圾有机成分的填肥处理,虽在我国具有悠久历史,但由于各种原因目前堆肥处理的效率不高,限制了该处理方法的发展。

垃圾焚烧技术在我国的研究和应用起步于八十年代中期,随着我国东南部沿海地区和部分大中城市的经济发展和生活垃圾低位热值的提高,不少城市已将建设生活垃圾焚烧厂提到了议事日程,目前正处于快速发展阶段。

中国城市垃圾处理方法

中国城市垃圾处理方法

中国城市生活垃圾处理方法摘要:近年来,随着我国城镇化建设的快速发展,城市人口剧增,城市垃圾产量增加和成分的迅速变化也使得垃圾处理难度增加,给城市发展和管理带来了困难,并严重威胁着城市居民的健康和生存。

本文就我国城市生活垃圾卫生填埋、焚烧、堆肥化处理、厌氧消化、填海造地等处理技术,以及在处理过程中出现的问题等进行了研究综述。

关键词:城市生活垃圾;处理方式;利弊;一、我国城市生活垃圾特点(一)城市生活垃圾的产生量城市生活垃圾是指城市居民日常生活中或城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物,主要包括居民生活垃圾、清扫垃圾和社会团体垃圾。

城市生活垃圾产生量是指在一定区域范围内居民在生活和社会活动过程中产生的垃圾量。

城市生活垃圾产生量主要与城市人口数量、城市规模、城市数量、居民收入、居民消费水平和城市居民燃气化率有关。

1979年以来, 我国城市生活垃圾的产生量以每年平均9%的速度增加, 2001年城市生活垃圾的清运量已经达到7835万吨。

大、中城市, 尤其是特大城市的人均垃圾产生量相对较高, 其城市垃圾的增长速度有的已经高达20%。

目前,我国每年产生的城市生活垃圾量占全世界垃圾总量的 27 %,而年增长率为 8 %~11 .5%,超过欧美 6%~10%的增长速度。

由我国历年的城市生活垃圾处理行业报告可知:虽然我国城市生活垃圾处理发展取得了显著的进步,但与现代城市建设发展的需要相比还处于落后状态,垃圾处理水平仍然较低。

总体上讲,城市生活垃圾处理还处于由堆放到处理的发展阶段,这说明我国城市生活垃圾的处理还有很大的发展空间和必要性。

(二)城市生活垃圾成分影响城市生活垃圾组分的主要因素有三个:城市经济发展水平;城市居民生活习惯;城市燃料结构。

经济发达生活水平较高的城市,厨余纸张塑料橡胶等有机物含量较高;以燃煤为主的城市,垃圾中煤渣沙石占较多份额。

许多国家城市居民日常食品改为冷冻干缩预制的成品或半成品,垃圾组分中瓜皮果核等有机物大为减少;而各类纸张或塑料包装物金属玻璃器皿旧家用电器等品种大大增加。

厌氧干式发酵技术调研报告

厌氧干式发酵技术调研报告

厌氧干式发酵技术调研报告一、引言厌氧干式发酵技术是一种将有机废弃物和生物质以厌氧条件下进行发酵的方法。

该技术可以有效地转换废弃物为可再生能源,同时降低环境污染和减少温室气体的排放。

目前,厌氧干式发酵技术在国内外得到了广泛的关注,并在一些实际应用中取得了良好的效果。

本次调研报告旨在对厌氧干式发酵技术进行深入的调研与分析,了解其原理、应用以及存在的问题。

二、原理厌氧干式发酵技术是在无氧环境下,通过微生物酶的作用将有机废弃物或生物质转化为沼气的过程。

在厌氧条件下,厌氧菌和放线菌等微生物能够分解废弃物中的有机物,产生沼气、液体肥料和固体底渣等产物。

相比于传统的湿式发酵,厌氧干式发酵有以下优势:干燥废弃物更易于搬运和储存,系统运行成本更低,对异气体和温度波动更具抵抗力。

三、应用厌氧干式发酵技术可以广泛应用于城市和农村的有机废弃物处理以及生物质能源生产领域。

在城市中,厌氧发酵可以处理餐厨垃圾、厨余垃圾等有机废弃物,产生沼气用于供能和发电,同时产生液体肥料用于农田施肥。

在农村地区,厌氧发酵技术可以处理农村生活废弃物、农业废弃物等,改善农村环境卫生,提供沼气供暖和生活用气,以及液体肥料来替代化肥。

四、存在的问题虽然厌氧干式发酵技术有很多优势和应用前景,但也存在一些问题需要解决。

首先,厌氧干式发酵需要严格把控系统内的湿度和温度,以保证微生物的正常生长和发酵效果。

其次,厌氧干式发酵过程中容易产生异味和污染物,需要加强废气处理和投入控制设备的研究。

此外,厌氧干式发酵技术还面临着工艺优化和规模化应用的挑战,需要进一步完善和推广。

五、结论厌氧干式发酵技术作为一种有效处理有机废弃物和生物质的技术,具有广阔的应用前景。

通过将废弃物转化为沼气和肥料,不仅可以实现资源的循环利用,还可以减少环境污染和温室气体的排放。

然而,目前该技术仍面临一些问题和挑战,需要进一步的研究和优化。

希望通过本次调研报告的撰写,可以促进学术界和产业界对厌氧干式发酵技术的研究和应用进一步发展。

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2012年10月第10期城市道桥与防洪城市生活垃圾厌氧处理技术及存在问题刘昆(天津市市政工程设计研究院,天津市300051)摘要:阐述了生活垃圾微生物厌氧发酵(消化)的原理及工艺,分析近年来城厌氧处理技术的研究发展,介绍了厌氧处理技术的新工艺,有关经验可供相关专业人员参考。

关键词:生活垃圾;厌氧;微生物;新工艺中图分类号:X705文献标识码:A文章编号:1009-7716(2012)10-0167-040前言有人类生活的地方就有固体废物产生。

在一千多年前,古希腊人就把生活中产生的废物倒入深坑填埋。

随着社会生产力的不断发展,废物的种类在不断扩大,废物的量也呈指数级上升[1]。

城市垃圾通常是指居民生活、商业活动、旅游、市政维护、企事业、机关单位办公等过程中产生生活废弃物,如厨余物、餐饮残余物、废纸、织物、家具、玻璃陶瓷碎片、废旧塑料制品、煤灰渣、废交通工具等。

近年来,我国城市生活垃圾的产量有了较大幅度的增加,据估计,自1979年以来,我国城市生活垃圾产量以每年近9%的速度增长,少数城市增长率更高达l5%~20%;由于燃气率的提高,城市生活垃圾中的有机物含量也有较大幅度的增长,近年来,经济比较发达的珠江三角洲地区,有机垃圾的含量已达到城市生活垃圾的一半以上,如广州市1996年生活垃圾中有机物与无机物之比为3.7:1。

但由于我国南方地区雨量充沛,城市生活垃圾中含水率很高,致使有机垃圾的热值偏低。

这给城市生活垃圾的资源化、减量化、无害化处理既提供了条件,也提出了挑战和新的要求。

在垃圾的三大处理方法(卫生填埋、焚烧、堆肥)中,卫生填埋和堆肥都是在微生物作用下,对有机成份实现转化的过程[2]。

城市生活垃圾的厌氧消化处理是发达国家,特别是欧洲近10a来积极开发并获得应用的一项新的垃圾生物处理技术。

据统计,在过去的9a中,采用厌氧消化技术处理城市生活垃圾的处理厂增加了750%。

德国、瑞士等西欧国家处于技术领先地位,并已将此项技术成功地市场化,有超过50个以上的工厂正在运行中。

处理有机生活垃圾的能力由1990年的122000t/a发展到2000年的1 037000t/a。

厌氧消化技术与传统的卫生填埋相比,将厌氧消化过程由几年缩短到30d以内;与好氧堆肥相比,改变了占地大和管理复杂等问题[3]。

1厌氧发酵原理厌氧发酵主要依靠各种厌氧菌和兼性菌的共同作用,进行有机物的降解。

由于厌氧发酵的原料来源复杂,参加反应的微生物种类繁多,这一过程是极其复杂的过程。

虽然很多学者进行了大量的研究,但仍有许多问题有待进一步探讨。

厌氧发酵一般可以分为酸性发酵和碱性发酵两个阶段,而酸性发酵又可以分为水解阶段和产酸阶段;碱性发酵又可分为酸性衰减阶段(产乙酸阶段)和产甲烷阶段,或者作为一个产甲烷阶段。

这就是厌氧发酵的二阶段、三阶段和四阶段理论的由来。

同型产乙酸细菌在多数情况下不很重要。

最符合目前认识实际的仍以三阶段理论为主[1]。

三阶段理论由布莱恩1979年提出,理论见图1。

水解、发酵性细菌群有专性厌氧的水解、发酵性细菌群有专性厌氧的梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、真细菌、双歧杆菌属、革兰氏阴性杆菌,兼性厌氧的有链球菌、肠道菌,它们将纤维素、淀粉等碳水化合物水解成单糖类,蛋白质水解成氨基酸,再经脱氨基作用形成有机酸和氨。

脂肪水解后形收稿日期:2012-03-07作者简介:刘昆(1981-),男,天津人,工程师,从事市政给排水管网、泵站及水处理技术的设计工作。

图1三阶段理论图相关专业167城市道桥与防洪2012年10月第10期成甘油和脂肪酸,脂肪酸类进一步降解形成各种低级的有机酸如乙酸、丙酸、丁酸、长链脂肪酸和乙醇、二氧化碳、氢、氨等。

产氢和产乙酸菌群把上述水解发酵产物进一步分解,丙酸和链更长的脂肪酸、醇、若干芳香族酸分解为乙酸、氢、二氧化碳。

产甲烷菌群,它们有两种类型:一类用H2还原CO2生成CH4;另一类乙酸脱羧生产甲烷和二氧化碳。

2厌氧发酵工艺厌氧发酵工艺按分类方法不同,可以有各种类型。

按操作状态分,有间歇发酵、连续发酵和半连续发酵;按温度分,有常温发酵(自然发酵)、中温发酵和高温发酵;按发酵阶段分有二相发酵和混合发酵;按原料含固量分有湿发酵、干发酵和高浓度发酵;按负荷分有标准负荷和高负荷;按装置类型有普通消化池、厌氧流化床和厌氧生物转盘等。

各种方法都有各其特点和运用范围。

如间歇发酵,物料是一次投入,发酵完成后排出,多用于小型发酵设备;连续或半连续发酵主要用于大中型发酵设备。

高温发酵反应速度大,但易受温度变化等的影响,稳定性较差;中温发酵速度虽较慢但稳定;自然发酵,温度随气候变化,大多处于20℃以下,反应速度低,不易达到卫生上杀灭病原菌的目的。

二相发酵是根据厌氧发酵分阶段进行的理论,让水解酸化过程和甲烷化过程在两个反应器内进行,使两阶段都能在其最佳反应条件下进行,但也有人认为厌氧发酵的各阶段各类群细菌的有效代谢均相互密切连贯、相互制约、相互促进,各个阶段不能全然孤立分开。

将产酸阶段和产沼阶段断然分开,产酸阶段,氢浓度增长到一定含量将影响产酸细菌。

此外,产酸细菌微生物会产生甲烷菌所需的营养,而甲烷菌则又依次产生产酸菌所需要的痕量营养,因此,分相消化不可能比在单一反应器中消化更优化。

要做到优化的系统设计和高效的运转,必须重视厌氧消化的微生物学和生物化学,要保持产酸菌,产氢产乙酸菌和产甲烷菌之间的平衡,否则就将产生高的有机酸浓度(乙酸、丙酸)和高的氢含量,使pH下降而阻碍甲烷菌的活力,最后抑制所有的细菌而导致停止消化。

几种厌氧处理工艺的比较见表1。

3厌氧发酵的工艺参数及控制3.1发酵原料厌氧发酵的原料必须含有厌氧细菌生存和增殖所必需的C、N、P等养分,为了有效进行厌氧发酵,碳氮比和碳磷比成为重要的因素。

碳是微生物细胞构成和能量的供给源,氮、磷是微生物体的氨基酸、蛋白质、核酸的构成元素,也是重要的营养源。

大量的研究表明,厌氧发酵时碳氮比以(20~30):1为宜。

碳氮比过小,碳不足,菌体增殖量降低,氮不能被充分利用。

过剩的氮变成游离NH3,抑制了甲烷菌的活动。

污水厂剩余污泥的碳氮比是5左右,厌氧消化不容易进行,而初沉淀池污泥碳氮比在10左右,消化比剩余污泥更容易些。

碳氮比过高,反应速度降低,碳氮比为35:1时产气量明显下降。

3.2温度温度是影响微生物生存及生物化学反应最重要的因素之一。

在不用的温度下厌氧发酵过程中的微生物种类会发生变迁,同一种微生物在不同温度下的活性也不一样。

一般温度范围内,温度高时,微生物活跃、分解速度快,使产品量增加,众多学者研究表明,厌氧分解过程存在有两个最适温度范围,一个是中温发酵范围,即30℃~39℃;另一个是50℃~55℃的高温发酵范围。

表1几种厌氧处理工艺的比较方法或反应器特点优点缺点传统消化法在一个消化池内进行酸化、甲烷化合固液分离设备简单反应时间长,池容积大。

污泥易随水流带走厌氧生物滤池微生物固着生长在滤池表面。

适用于悬浮物量低的废水设备简单。

能承受较高负荷。

出水悬浮固体低。

能耗小底部易发生堵塞。

填料费较贵厌氧接触法用沉淀池分离污泥并进行回流。

消化池中进行适当搅拌,池内呈完全混合。

能适应高有机物浓度和高悬浮物的废水能承受较高负荷。

有一定抗冲击负荷能力,运行较稳定,不受进水悬浮物的影响。

出水悬浮固体低负荷高时,污泥会流失。

设备较多,操作上要求较高上流式厌氧污泥床反应器消化和固液分离在一个池内。

微生物量特高负荷率高。

总容积小。

能耗低,不需搅拌如设计不善,污泥会大量消失。

池的构造复杂两段厌氧处理法酸化和甲烷化在两个反应器进行。

两个反应器内可采用不同反应温度能承受较高负荷,耐冲击。

运行稳定设备较多,运行操作较复杂相关专业1682012年10月第10期城市道桥与防洪3.3pH氢离子浓度与微生物的生存有密切的关系,每种微生物可在一定的pH范围内活动,但它们的最适温度pH是不同的。

微生物细胞对底物的吸收也受介质pH的影响。

在不同的pH条件下,底物在溶液中存在的形式可能不同,如乙酸在pH<7的溶液中呈分子状态,在pH>7时,以离子状态存在,乙酸分子能透过细菌细胞壁,而乙酸离子则不能,所以pH直接影响到微生物对底物的吸收作用。

厌氧发酵的产酸和产气两个阶段的最适pH。

酸性发酵最适pH是5.8,而甲烷发酵是7.8,酸性发酵对基质的分解是多种兼性厌氧菌的菌群,pH 的允许范围较宽,即使在低pH范围,酸生成菌增殖仍是活跃的,而甲烷发酵过程中仅是产甲烷单一菌群,对环境pH变化的适应性很差,甲烷菌绝对需要碱性环境,最适pH范围是7.3~8。

产酸菌和产甲烷菌共存的发酵槽最适pH范围是6.5~7.5。

3.4发酵槽的搅拌发酵槽内的生化反应是基于微生物和有机质之间传质的。

发酵槽内要保持好的传质条件及微生物生存的优良环境才能使厌氧发酵过程很好进行。

发酵槽的搅拌,可使槽内温度均匀,防止局部酸累积,使生化反应生存的硫化氢、甲烷等对厌氧菌活动有阻碍的气体迅速排出,使发酵槽控制在微生物的一个良好的生存环境之中;可使进入的原料与槽内的熟料混合,使产生的浮渣破碎,即让原料中的有机质与厌氧生物密接接触,在发酵槽内造成一个良好的传质环境。

搅拌时提供厌氧发酵均匀环境,促进厌氧发酵的关键。

3.5抑制物和促进剂在生物处理中,某些物质是微生物细胞合成所必需的,适当的含量可以加速细胞的合成;还有些物质,可以促进生物化学反应的过程,起到催化作用,如活性炭、硫酸亚铁、三氧化铁、氧化镁和磷矿粒等。

也有许多物质能抑制发酵微生物的生命活力,对厌氧反应有毒害作用,一种物质对系统是否有毒害与该物质的性质、浓度有关,许多物质在低浓度时能促进反应,当浓度增高时则起抑制作用。

此外,还与微生物对毒物的驯化作用有关,特别是当毒物的浓度缓慢增长时,驯化作用更为明显。

有时由于生物的驯化作用,使有毒的变为无毒。

也有些物质是不可驯化的。

在处理工业废物时应特别注意有毒有害物质,其容许浓度不得超出相关专业规范要求。

3.6生物量厌氧发酵处理中有机物的降解与厌氧活性污泥量有关,厌氧活动污泥量高,反应器的转化效率及允许的处理负荷就高。

厌氧活性污泥是由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质交织在一起形成的颗粒污泥。

厌氧活性污泥中的微生物组成及其作用已在厌氧发酵原理中详细叙述。

专性厌氧的产甲烷菌生长速度较慢,世代时间长,所以,厌氧活性污泥的驯化、培养时间较长。

在废水处理中,常因废水中含有的产甲烷菌数量比较少,在开始时必须接种。

在厌氧发酵槽中,增加提高污泥浓度就可以提高发酵槽的处理量,因此,在厌氧处理中以回流厌氧活性污泥和相继开发的上流式厌氧污泥床、厌氧生物滤池、厌氧接触法等工艺均以具有高的污泥量为特点。

4高温干式厌氧消化技术[4]4.1工艺简介干式厌氧消化技术是一种相对新的技术,它在M SW的有机成分的能量回收方面的应用还没有得到充分的发挥。

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