生活有机垃圾干发酵

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车库式干发酵产沼技术在农业废弃物资源化利用领域的参数分析

车库式干发酵产沼技术在农业废弃物资源化利用领域的参数分析盛力伟;李剑【摘要】随着车库式干发酵技术在欧洲的蓬勃发展,我国也在不断地探索该技术在中国实施的可行性.畜禽粪便及秸秆沼气干发酵项目的设计文件的有用信息为我国未来车库式干发酵技术的推广提出了参考意见,并进一步加快了该技术的国产化过程.【期刊名称】《农业工程》【年(卷),期】2018(008)007【总页数】5页(P54-58)【关键词】车库式;干发酵;畜禽粪便;秸秆;沼气【作者】盛力伟;李剑【作者单位】黑龙江省农业机械工程科学研究院,黑龙江哈尔滨150040;黑龙江省农业机械工程科学研究院,黑龙江哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】TQ920.60 引言目前，我国对于处理农业粪污及市政有机废弃物的沼气技术主要是传统的湿发酵技术如CSTR工艺[1-2]。

湿发酵技术的局限性在于有机原料只能在一定程度上与高固体含量的固态原料如玉米青贮和粪便混合，以满足湿发酵对进料干物质含量的要求。

干发酵技术可直接利用农业或者市政领域固体有机原料而无需进行复杂的预处理，发酵原料也不需要转化为可泵送的液态基质[3-4]。

其中车库式干发酵技术属于干发酵技术中批次发酵工艺的分支，该技术利用发酵仓内的喷淋回流系统，可以实现干物质含量20%～50%的固体有机原料快速地、简单地甲烷化，尤其是适用于发酵原料中较高的杂质含量如沙石、金属、木头(易在原料收集过程中产生)及其他纤维素组分[5-11]。

同时，干发酵出料的干物质含量较高，无需进行固液分离、干燥等脱水处理，有利于后续的堆肥处理过程，而且不会存在沼液消纳的问题[12-14]。

1 项目简介本文主要分析基于德国BEKON车库式干发酵技术设计的畜禽粪便及秸秆沼气项目，项目年处理鸡粪2.73万t(TS=30%)，青贮秸秆1.64万t(TS=35%)，干秸秆1.82万t(TS=70%)，食用菌菌渣2.28万t。

项目主要建设16座单体发酵容积为1 397 m3的厌氧发酵仓(34.5 m×8.1 m×5 m)，2座单体容积796 m3接种液储存塔(D13 m×H6 m)，沼气提纯车用燃气及配套工程，8座单体体积1 050 m3好氧堆肥仓(30 m×7 m×5 m)，全封闭式有机肥堆肥车间6 000 m2，堆肥产品储存车间1 500 m2，有机肥造粒车间2 000m2，有机肥成品仓库1 500 m2，以及项目配套基础设施。

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。

厌氧消化工艺

吨/日（表 3），与每日 6795 吨的厨余垃圾产量相差甚远，处理能力
严重不足。2010 年北京市规划将新建综合处理厂 10 座，处理能力达
到 8000 吨/日（北京市环卫十一五规划）。这就为厌氧发酵技术的发
展提供了广阔空间。
表 3 北京市已有、在建生活垃圾综合处理厂
项目南宫堆肥厂怀柔垃圾综合处理厂阿苏卫综合处理厂董村综合处理厂顺义综合处理中心
开发，处于发展阶段。目前，在瑞士、日本等国家建立大约 18 个垃圾处理厂，其中年处理量 10,000t/a 以上的有 12 个。
有机垃圾首先经过预处理达到以下要求：固含率（DS)30%-45%，挥发性固体含量(VS)55%-75%（of DS)。粒径<40mm，pH4.5-7，凯氏氮<4g/kg，C/N>18。然后进入水平的厌氧反应器进行高温消化。消化后的产物含水率高，首先进行脱水，压缩饼送到堆肥阶段进行好氧稳定化，脱出的水用于加湿进料或作为液态肥料。产生的生物气效益： 10，000 吨有机垃圾可产生 118 万 Nm3 KOMPO-GAS 气体，其中蕴含的
总能量为 684 万 kwh，相当于 71 万升柴油，可供车辆行驶 1000 万 km。
3 北京地区的工程应用北京市 2002 年开始实行垃圾分类，截至 2007 年底已有 2255 个
小区、大厦实行垃圾分类，垃圾分类人口覆盖率已达到 52％。目前北京市居民区垃圾分成三类：厨余垃圾，可回收物，其他垃圾；其中厨余垃圾是进行厌氧发酵的很好原料。以 2007 年为例，北京市生活垃圾产量为 619 万吨，按厨余垃圾平均含量为 40％，那么厨余垃圾量为 248 万吨，折合 6795 吨/日，具有很高利用潜力。由于垃圾分类是一个系统工程，目前实际分类效果不理想。今后北京市垃圾分类工作将以厨余垃圾分类为突破口，重点将厨余垃圾从其它垃圾中分离处来单独进行处理。北京市已有、在建综合处理厂处理能力只有 2100

我国生活垃圾处理现状分析与技术发展方向研究

我国生活垃圾处理现状分析与技术发展方向研究【摘要】本文分析了我国城市生活垃圾组成及处置状况，对我国生活垃圾的填埋、焚烧、堆肥处理技术进行了简介和比较，分析了目前城市生活垃圾处置中存在的问题，并提出了垃圾处理技术发展方向。

【关键词】生活垃圾；填埋；焚烧；堆肥；现状；发展方向1生活垃圾处理发展概况建设部《中国城市建设统计年报》显示，截止至200年底，我国垃圾填埋、堆肥和焚烧的无害化处理能力所占比例分别为82.4%、4.7%和12.9%。

在1990－200年期间，城市垃圾清运量年平均增长率为.％，城市垃圾量的增长稍快于城市人口的增长。

80年代，人均垃圾产量为0.~0.6kg／(人·d)；90年代，垃圾产量为0.7～0.8kg／(人·d)；21世纪初，垃圾产量预计为0.9～1.0kg／(人·d)。

从近10年来我国城市垃圾处理所发生的变化可以看出，城市垃圾取得的成绩和进步是明显的，特别是先进的垃圾处理技术开始逐步得到应用。

例如，在近几年建设的许多填埋场中，为提高填埋场的防渗水平，采用高密度聚乙烯膜作为防渗材料；为提高填埋作业效率，一些大型的填埋场采用了填埋压实机；一些城市如杭州、广州、深圳等的填埋场开始对填埋气体进行回收利用。

垃圾焚烧处理从无到有，不断发展。

深圳市于198年从日本三菱重工业公司成套引进两台日处理能力为10吨/日的垃圾焚烧炉，成为我国第一座现代化垃圾焚烧厂。

国内一些经济基础较好的城市如上海、广州、北京等都建设了较高标准的垃圾焚烧厂，这些焚烧厂多为通过利用国外资金、引进关键技术或设备、按照较高污染控制标准来建设的现代化大型垃圾焚烧厂。

堆肥处理是我国城市垃圾处理使用最早也是在早期阶段使用最多的方式。

堆肥处理主要采用低成本堆肥系统，大部分垃圾堆肥处理场采用敞开式静态堆肥。

“七五”和“八五”期间，我国相继开展了机械化程度较高的动态高温堆肥研究和开发，并取得了积极成果。

当前，垃圾处理的投入与垃圾处理的需求相比仍明显不足，垃圾处理的水平还很低，从总体上讲，城市生活垃圾处理还处于由粗放到处理的发展阶段。

浅析有机垃圾发酵过程中的微生物研究

生物技术~世界环境科学与园林绿化浅析有机垃圾发酵过程中的微生物研究张威(山东大学(威海)海洋学院山东威海264209)摘要:有机垃圾的发酵过程涉及多种微生物的共同参与，对这些微生物进行研究，有利于研究新型的垃圾处理办法，减少城市污染。

在研究中，可以采用平板计数法计算微生物的数量，观察垃圾发酵的不同时期微生物种类，分析微生物对垃圾发酵的影响。

关键词:有机垃圾发酵微生物中图分类号:S-01 文献标识码:A文章编号:1674-2060(2015)09-0019-01随着世界经济的不断发展，人类的生活水平也在不断提高。

但与此同时,垃圾的处理问题也成为人们生活中所面临的新型问题。

在垃圾的处理中,通常采用焚烧、填埋、发酵等方法,这些方法在不同垃圾的处理中都发挥着重要的作用。

对于有机垃圾的处理，一般采用发酵的方法来实现。

在垃圾的发酵过程中，涉及大量的微生物参与。

这些微生物的变化情况会直接影响发酵的效果，对其展开研究具有很大的应用价值。

1微生物的研究方法1.1实验材料的准备首先，要准备实验用的培养基。

完成对好氧纤维素菌、放线菌、好氧菌、厌氧菌以及真菌的培养。

在培养纤维素分解菌时，要在其对应的试管中加人滤纸条，并将一半滤纸条浸没在培养基中。

在培养真菌时，要在其对应的培养基平皿中加人青霉素，以此来抑制细菌滋生。

其次，要完成试验样品的准备。

选用试验用塑料袋，随机挑选一定数量的有机垃圾，并将这些垃圾混合在一起。

用四分法完成垃圾的装袋,做好密封工作。

之后可将垃圾放置于发酵仓中，让垃圾自行完成发酵。

在不同的时间点分别取出垃圾样品，对其中的微生物进行计数分析。

1.2实验的进行对于有机垃圾中的真菌和放线菌,可以采用平皿菌落法对其进行分析。

对于其中的纤维素分解菌和好氧、厌氧菌，可以采用稀释培养计数的方法进行分析。

在实验中，首先要使用电子天平准确称量 10g样品,并将其放人干净的三角瓶中，在三角瓶中加人90毫升的无菌水，通过震荡使其混合均匀。

餐厨垃圾与果蔬垃圾高温干式厌氧发酵产氢技术

理化性质总固体( TS) / % 挥发性固体( VS) / % 总有机碳 / ( % TS) 总氮 / ( % TS) 碳 / 氮(C / N) pH 可溶性盐 / ( % TS) 纤维素 / ( % TS) 半纤维素 / ( % TS) 木质素 / ( % TS) 粗脂肪 / ( % TS) 粗蛋白 / ( % TS)
1. 3 方法
1. 3. 1 实验方法
发酵瓶的有效反应体积为400 mL,物料质量比
例以 VS 作为基准分别为 100 ∶ 0、80 ∶ 20、60∶ 40、50 ∶
50、40∶ 60、20∶ 80 和 0∶ 100,使每个发酵瓶的有机负荷
为 161. 80 g VS / L,用去离子水补充反应体积至 400
TS,通过比较在 550 ℃ 干燥前后样品质量的变化来计
算 VS,按公式(1) 计算有机物去除率。
有机物去除率 / %
=
VS前 - VS VS前
后
× 100
(1)
式中:VS前,发酵底物的初始 VS 含量;VS后,发酵底物的最终 VS 含量。
总有机碳用 TOC 分析仪( Analytik jena,德国) 测
餐厨垃圾主要指日常生活中产生的厨房垃圾和餐桌残余垃圾[1] 。数据表明,中国城市餐厨垃圾的年产生量约为 1. 1 亿 t[2] ,其中北京、上海等人口集中城市的餐厨垃圾日产生量均已超过 9 000 t[3 - 4] 。餐厨垃圾具有高水分、高油脂、高盐分、易酸败降解、产生难闻的气味和致病菌的特点[5 -6] 。如果不及时处理,腐烂速度非常快,产生的难闻气味和有毒有害物质不仅会造成环境污染, 而且还会威胁人类健康[7 -8] 。因此,科学有效地处理餐厨垃圾迫在眉睫。

最全干式厌氧发酵技术工艺

最全干式厌氧发酵技术工艺干式厌氧发酵是近年来发展非常迅速的一项新技术，在畜禽粪便处理、秸杆制气、餐厨垃圾处理等方面有很好的应用前景。

具有原料预处理要求低、沼液产量少、能源少、管理方便等优点。

一、干式厌氧发酵专门针对含固率大于15%成分比较复杂的有机废弃物的厌氧消化处理技术。

二、工艺类型连续式工艺主要用于含固率15%~25%之间，比较粘稠的有机废弃物的处理；间歇式工艺主要用于含固率在25%以上，且物料粒径分布范围较大，通透性较好的有机废弃物的处理。

三、国内外干式厌氧发酵工艺有机废弃物干式厌氧发酵技术最早起源于欧洲，目前比较成熟的工艺有比利时的Dranco，法国的Valorga，瑞士的Kompogas和德国的LARAN，而国内关于干式厌氧发酵的研究起步较晚，目前绝大部分工艺还处在实验研究阶段。

1.欧洲干式发酵工艺概况从20实际40年代起，欧洲一些发达国家就开始尝试研究和使用干式厌氧消化技术，到20世纪80年代，干式厌氧消化技术在德国、荷兰、瑞士和比利时等欧洲国家开始市场化应用。

1）间歇式干式发酵处理工艺与连续干发酵工艺相比，间歇式干发酵工艺发展相对稍晚一些，从90年代初开始商业化应用。

主要有德国的Bioferm、BEKON及Wehrlewerk公司的Bioferm，BEKON以及Biopercolat干发酵工艺等。

Bioferm工艺主要应用于含水率低于75%的有机固体废弃物的处理，属于单级车库式中温厌氧消化工艺。

该工艺的主要特点是原料投加到反应器内再不需要搅拌或翻掀，也不需要增加额外的补充水，且原料在进入反应器内后不需要做任何预处理。

BEKON工艺BEKON工艺与Bioferm工艺基本上完全相同，也是车库式间歇干式发酵工艺。

唯一不同的是BEKON工艺具有高温和中温两种，而Bioferm只有中温。

GICON工艺GICON工艺属于间歇式处理工艺，与上述BEKON与Bioferm间歇式厌氧干发酵工艺相比，主要不同点是GICON工艺是根据微生物的分解步骤将厌氧消化过程分成两个阶段来实现——水解阶段（干式发酵）和产甲烷阶段（湿式发酵）。

农村生活垃圾如何实现资源化利用

农村生活垃圾如何实现资源化利用在农村地区，生活垃圾的处理一直是一个备受关注的问题。

随着农村经济的发展和农民生活水平的提高，生活垃圾的产生量也在不断增加。

如果这些垃圾不能得到有效的处理和利用，不仅会影响农村的环境卫生和生态平衡，还会对农民的身体健康造成威胁。

因此，如何实现农村生活垃圾的资源化利用，已经成为当前农村环境保护工作的重要任务。

农村生活垃圾的来源和特点农村生活垃圾的来源较为广泛，主要包括日常生活垃圾、农业生产垃圾和建筑垃圾等。

日常生活垃圾如食品包装袋、废纸、塑料瓶、旧衣物等；农业生产垃圾如农药瓶、化肥包装袋、农作物秸秆等；建筑垃圾如废弃砖块、瓦片、水泥块等。

农村生活垃圾具有以下特点：一是成分复杂，包括有机物、无机物、可回收物等；二是分布分散，农村居民居住较为分散，垃圾收集难度较大；三是季节性明显，如农作物收获季节，会产生大量的秸秆等农业废弃物。

农村生活垃圾资源化利用的意义实现农村生活垃圾的资源化利用具有重要的意义。

首先，有利于减少垃圾的填埋和焚烧量，降低对土地和环境的污染。

其次，可以节约资源，将可回收物进行再利用，减少对自然资源的开采。

再者，能够促进农村经济的发展，如通过发展垃圾回收产业，增加农民的收入。

最后，有助于改善农村的环境卫生状况，提高农民的生活质量。

农村生活垃圾资源化利用的方法（一）垃圾分类垃圾分类是实现垃圾资源化利用的基础。

农村地区可以根据垃圾的性质和用途，将其分为可回收物、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾等四类。

可回收物如废纸、塑料瓶、金属等，可以卖给废品回收站进行再利用；厨余垃圾如剩菜剩饭、果皮等，可以进行堆肥处理，制成有机肥料；有害垃圾如电池、农药瓶等，需要进行专门的回收和处理；其他垃圾如砖瓦、渣土等，可以进行填埋处理。

（二）堆肥处理堆肥是一种将有机垃圾转化为有机肥料的方法。

农村地区可以利用农作物秸秆、厨余垃圾等进行堆肥。

堆肥的过程中，需要控制好温度、湿度和通风条件，以保证堆肥的质量。

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⽣生活有机垃圾⼲干法厌氧发酵系统⽅方案
1建设内容
该设计⽅方案仅包括箱体结构⻋车库式⼲干发酵装置及渗滤液发酵装置、沼⽓气脱⽔水脱硫装置、储⽓气柜及配套附属设备（电⽓气控制、消防避雷雷等），不不包含⽣生活垃圾的分拣粉碎等预处理理，沼⽓气及沼渣利利⽤用等。

该技术⽅方案涉及到的⼟土建⼯工程部分可以⼀一同设计，但不不承担建设。

2⼯工艺介绍
⼲干法发酵包括⻋车库式间歇⼲干发酵厌氧反应器器（Garage）、⾼高浓度⽴立式厌氧反应器器（Dranco）、卧式推流式厌氧反应器器和圆柱式⽣生物其回流厌氧反应器器（V alorga）等。

⼲干发酵技术属于近⼏几⼗十年年内从欧洲兴起的⼀一种新技术，其基本原理理是利利⽤用⽔水利利混合⽅方式实现微⽣生物菌群与发酵原料料表⾯面接触以逐级完成厌氧发酵过程。

相⽐比湿发酵，⼲干发酵技术的特点集中表现在以下三个⽅方⾯面：⼀一是运⾏行行时⾃自身能耗低，能量量利利⽤用率⾼高，这是因为⼲干发酵时⼀一般⽆无需或者需要极少的外加热量量，即可维持发酵过程持续进⾏行行；⼆二是发酵过程中⼏几乎不不产⽣生沼液污⽔水，没有⼆二次污染问题；三是原料料适应性⼴广，像畜禽粪便便，各种秸秆、杂草、农产品加⼯工剩余物，城市有机⽣生活垃圾等各类有机废弃物都可以⽤用作沼⽓气⼲干发酵原料料。

⻋车库式⼲干发酵技术拥有独特的技术优势：1）⻋车库式⼲干发酵操作过程不不受⽆无机物质如塑料料、⽊木块、⽯石沙等影响，可以使⽤用相对⽐比较粗放的物料料，因此简化了了物料料预处理理过程，⽆无需过多花费⼈人⼒力力和设备做筛分，极⼤大程度降低了了⼯工程成本；2）⻋车库式⼲干发酵装置中没有搅拌器器
等运动部件，系统的可靠性也很⾼高，能耗⼩小；3）可使⽤用通⽤用的装载机等⼯工程机械进料料、出料料，设备利利⽤用效率⾼高，通⽤用性强。

同时，⻋车库式⼲干发酵技术的有也些许缺点：1）对液压⻔门的密闭性和好氧与厌氧交换时对防爆控制点要求较⾼高，装置要求⾼高；3）沼⽓气产量量不不稳定，单室发酵沼⽓气输出量量呈波浪形变化，在⼯工业运⽤用上需要采⽤用多室模块化设计。

本系统发酵原料料为分拣粉碎后的⽣生活垃圾有机废弃物（TS=30%-40%），每天处理理量量100t，发酵后的沼渣⽤用作⽣生物肥料料，本着技术可⾏行行、操作⽅方便便、运⾏行行可靠、稳定经济的原则，本⼯工程设计选择⼀一体化⻋车库式⼲干发酵技术。

3⼯工艺流程及说明
流程说明：城市垃圾经过分选出有机垃圾，⾸首先运来堆放于原料料堆场，然后通过装载机序批式向发酵仓装料料，仓装满后关闭，进⾏行行⼲干发酵周期；⼲干发酵仓中的渗滤液先流⼊入收集箱后泵⼊入渗滤液发酵装置进⾏行行中温38℃湿发酵，湿发酵料料液再对⻋车库式⼲干发酵仓回流喷淋淋，发酵过程产⽣生的沼⽓气收集经脱⽔水脱硫存储于⽓气柜中，最后通过供周边
居⺠民使⽤用。

经过⼀一个周期发酵后的剩余物可作为有机肥使⽤用。

4设计参数
发酵原料料：分拣粉碎后的有机废弃物
原料料量量：100t/d
原料料含固率（TS%）：30%-40%
原料料挥发性有机物含量量（TS%）：70%-80%
原料料密度：0.88t/m³
TS产⽓气率：200m3/t TS
设计产⽓气量量：6600m3/d
发酵仓设计停留留时间（HRT）：30d
⼲干发酵仓：800m3×5座
渗滤液发酵池：1000m3×1座
渗滤液发酵仓发酵温度：38℃
储⽓气柜：4000m3×1座
5主要设备说明
⻋车库式⼲干发酵仓——
⽣生活垃圾经过分拣破碎等预处理理后，通过装载机批量量运送到⻋车库式⼲干发酵仓内，将仓装满后关闭舱⻔门，进⾏行行⼲干发酵。

仓体进⾏行行增温保温设计。

容积计算：采⽤用批量量进料料⼲干发酵⼯工艺，原料料在发酵仓内停留留时间（HRT）按30天（含前⾯面的3天好氧时间）计算，100t/d÷0.9t/m3×30 d=3333（m3）。

本⽅方案⼲干发酵仓总容积4000m3（800m3×5座），发酵仓
有效容积率85%，则总有效容积为3400m3，能满⾜足停留留时间要求。

注：0.9t/m3为加⼊入接种物后的原料料密度。

6系统报价
本套⼲干发酵系统设备总价格约为2500万，地基和其它建筑设施约500万（最终价格以实际设计为准）。

占地约15亩。