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1、城市有机生活垃圾厌氧发酵处理硏究张记市，张雷，王华昆明理工大学环廝斗学与工程学院，云南昆明6500933摘要：在适当的PH值和搅拌条件下，研究了反应温度、总固体含量、pH直碳氮比、碳磷比以及接种物量对有机生活垃圾厌氧发酵产沼气的影响。实验结果表明：有机生活垃圾厌氧消化产沼气的适宜条件是：反应温度50~55°C，总固体含量23%~28%,pH=6.8~7.4,w(C)Av(N)=(20~30),k-(C)/k(P)=50,接种物量为25%~30%。在厌氧的条件下，可以制取含甲烷60%-75%的生物气,可实现能量回收；发酵剩余物可制有机月巴，实现物质再利用。有机生活垃圾在
2、厌氧消化反应器的停留时间为15-20do关键词：有机生活垃圾；厌氧发酵；生物气；发酵剩余物中图分类号：X705；S216文献标识码：A文章编号：1672-2175(2005)03-0321-05垃圾是人类生活中必然会产生的废弃物品。随着都市规模的不断扩大,人口的高度集中，城市生活垃圾日益增多，人均年产量为450kg左右，并且以每年不低于8%的速度递增。我国年产垃圾已达1.5亿I,成了世界上垃圾包袱最重的国家之一巴另外,有机生活垃圾在城市生活垃圾中占了相当大的比例,在发达国家的城市垃圾中,有机成分的含量高达70%，我国的城市垃圾有机成分含量相对较低，大部分为厨余垃圾,约
3、占36%~45%叫大部分垃圾的不合理处置会产生一系列的影响：加剧环境污染，严重危害城市环境。自然填埋对土壤、地下水、大气等都会造成现实的影响和潜在的危害,尤其垃圾渗滤液问题更是制约垃圾填埋的"瓶颈〃⑶。国外正逐步减少原生垃圾填埋量,尤其在欧盟各国，已强调垃圾填埋只能是最终处置手段，而且只能是无机竝圾，到2005年以后有机物含量大于5%的垃圾不能进入垃圾填埋场叫直接焚烧发电会产生烟尘和剧毒二恶英污染亠代本硏究采用厌氧发酵法处理城市有机生活垃圾z具有成本低⑺和环境效益好等特点,并产生洁净能源沼气,为人类提供一种绿色生物能源;同时沼液及沼渣可用来生产有机堆肥。最近,又有新的
4、硏究表明利用城市生活垃圾厌氧消化，可以将其中的有机物转化为氢气⑻，这一硏究进坯扩大了厌氧发酵的概念。正在建设的上海宝山神工生活废物综合处理厂和广州李坑生活垃圾综合处理厂，生化处理工采用厌氧发酵技术。1实验部分1.1实验原料和仪器1.1.1实验原料接种物(昆明市第一污水处理厂厌氧发酵池中的厌氧污泥含有大量的产甲烷菌,经培养后作为本实验的菌种)，生活垃圾(基本组成⑼见表1),粪便，生活垃圾来源于昆明理工大学生活小区的垃圾中转站。分选后的有机垃圾用于厌氧发酵。生活垃圾处理工艺流程如图lo分选后的有机垃圾主要是厨余类,其主要成分为菜叶、茎、梗等蔬菜及水果的剔除物，少量鸡、表1
5、昆明市生活垃圾的组成Tabic1IngredientofKunmingMSW名称厨余纸类塑料织物木草渣石金属玻璃其它W/%37.512.685」31.857.1540.122.581.201.8图］生活垃圾厌氧消化处理工艺Fig.lTreatmentprocessofanaerobicdigestion鱼、鸭等动物的内脏和剩余的饭菜等。将这些有机垃圾用破碎机破碎(1~2cm)后，取样分析vv(C)/vv(N)值，如果能够达到要求，则加入一定量的水进行流态化处理；否则需加入粪便,调节w(C)/w(N)值直至符合要求。由于生活垃圾中磷的含量较低，故为满足厌氧消化垃圾对磷的
6、要求，应添加适量的磷酸钙(一般要求为有机物质量的Ixl(y3问),调节w(C)/w(P)值达50左右，以提高垃圾的发酵率。1.1.2实验装置与仪器采用的装置为自行设计的不锈钢罐式厌氧反应器(如图2),带有搅拌器、可控制温度的电加热(包括CH4、CO?等其它气体L1.2.1厌氧消化垃圾的w(C)/w(N)和w(C)/w(P)值绝大多数产甲烷菌可以利用二氧化碳作为碳源，形成甲烷；氮源方面只能利用氨态氮，而不能利用复杂的有机氨化合物如蛋白质等。有机物必须先经过不产甲烷菌微生物的分解作用,才能进一步被产甲烷菌利用。为了满足甲烷发酵时的微生物对取样点进料碳素、氨素和磷的营养要
7、求，需将贫氮有机物(如511111520253035和(C)Ar(N)值O(1圣・一・空・TS耀y<耳涪农作物的桔秆)和富氮有机物(如粪便)进行合理配制才能获得较高的产气率。实验采用的vv(C)/vv(N)取值从15~35,从实验效果看,20~30是比较适宜的取值范围(如图2)。加入磷酸钙量约占有机物质量的1x10',使w(C)/w(P)值为50,以促进纤维的分解,提高产气率。20图2垃圾厌氧消化装置Fig.2AnaerobicdigestionreactorofMSW05101520253035垃圾固体含量器等装置，实验采用高温加热(设定厌氧消化温
