引言

厭氧發(fā)酵之后產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過凈化是一種無污染的氣體燃料而且具有很高的利用價值。因此進行生活垃圾預(yù)處理之后生成的沼氣，不僅能夠最大程度地有效減少垃圾對環(huán)境的污染，同時還可以綜合利用垃圾和沼氣，實現(xiàn)其經(jīng)濟效益。這對緩解生活垃圾、能源緊缺等問題具有重要的意義。

生活垃圾預(yù)處理技術(shù)

合理利用機械生物預(yù)處理技術(shù)

在應(yīng)用這項技術(shù)的過程中，可以利用現(xiàn)代生物技術(shù)來處理城市生活垃圾。垃圾中的玻璃、金屬等材料屬于可循環(huán)利用的范疇，而諸如塑料等高熱性質(zhì)的材料則可以通過焚燒來為城市進行供暖和發(fā)電?？梢越柚鷻C械生物預(yù)處理技術(shù)將其進行無害化、資源化、減量化處理。

生物質(zhì)垃圾均質(zhì)預(yù)處理技術(shù)

生物質(zhì)垃圾均勻處理設(shè)備常見的主要有平板給料及磁選、滾筒篩、振動篩、生物質(zhì)分離器、風(fēng)選系統(tǒng)等。流程首先是將垃圾轉(zhuǎn)運到大型垃圾中轉(zhuǎn)站，將垃圾倒入制訂的垃圾斗中，將垃圾斗和有平板給料裝置相連接，最后進行分選；其次，分離后的垃圾經(jīng)過平板給料輸送傳至破碎機進行破碎，然后再進行分離；最后，分離后的物質(zhì)為漿液，輸送到儲存罐后，再通過軟連接將分離的有機物質(zhì)進行厭氧消化處理。

厭氧消化技術(shù)處理城市生活垃圾制沼氣

厭氧發(fā)酵是對生活垃圾采取有效利用、實現(xiàn)生活垃圾無害化的有效方法。采取人員進行控制，加速對有機物無害化的分解。還可通過將有機物降解產(chǎn)生沼氣，有效利用資源。即在沒有溶解氧和硝酸鹽氮的環(huán)境，通過微生物有機物降解生成沼氣，并且結(jié)合成新物質(zhì)的化學(xué)過程。

厭氧消化的微生物學(xué)原理

有機物的厭氧發(fā)酵過程主要經(jīng)過以下階段：水解、酸化及甲烷化。其過程如圖1所示。

從圖1中看出，第一個階段是水解發(fā)酵的過程，將經(jīng)過處理后的垃圾水解和發(fā)酵后，生成脂肪酸和有機酸、H2、CO2。第二個階段就是酸化的過程，將第一階段中產(chǎn)生的有機酸通過脫氫產(chǎn)乙酸作用和氫化產(chǎn)乙酸作用，最后將有機酸、H2和CO2酸化反應(yīng)，最后分別生成乙酸和H2、CO2。最后階段就是通過甲烷化而生成甲烷的結(jié)構(gòu)，將第二階段產(chǎn)生的乙酸，再經(jīng)過乙酸脫作用最后生成甲烷和CO2，而另一部分產(chǎn)生的H2和CO2再經(jīng)過還原性甲烷形成作用，從而生成甲烷和CO2。

厭氧消化技術(shù)的工藝流程

厭氧消化的反應(yīng)工藝分為以下幾類：按照影響因素中的固含率分為濕式和干式；按影響因素的階段數(shù)分為單級和多級；按進料方式的不同分為間歇式和連續(xù)式。

圖1 氣發(fā)酵的三個生化階段

（1）濕式完全混合厭氧消化。濕式完全混合厭氧消化工藝是最早利用的。這種工藝的固體濃度要保證在一定的濃度之下，其液化、酸化和產(chǎn)氣不同階段都是在一個反應(yīng)器內(nèi)進行的，具有施工工藝簡單、易于操作、管理方便的特點。

（2）一步厭氧干發(fā)酵。相比濕式工藝，干發(fā)酵工藝的可投資性要高得多，在系統(tǒng)中采用的固體濃度較大，因此，對發(fā)酵反應(yīng)器的設(shè)計要保證能夠?qū)Ωg、酸等免疫，保證其抵抗功能。同時還要保證將發(fā)酵物和進料進行充分的混合，這樣對局部可能出轄區(qū)內(nèi)的酸化問題能有效的避免，保證進料的新鮮接種，同時對其運送的液體黏度比較大的問題進行解決，要采取進行栓塞流輸送形式的設(shè)計，典型的厭氧干發(fā)酵工藝就是由這3種輸送形式組成的。

（3）兩步厭氧消化工藝。在其消化工藝中，酸化、水解、產(chǎn)甲烷都是在反應(yīng)器中進行的，可以采用兩步厭氧工藝，濕式工藝、干發(fā)酵工藝可以自由選擇進行，然后采取厭氧過濾。采用兩步工藝有效地增加了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，能夠有效提高工作效率，其中不穩(wěn)定的物質(zhì)能夠有效地保證穩(wěn)定，運行和維護的過程較復(fù)雜，因此實際使用的并不多，目前為止，其處理能力還不足10%。

發(fā)酵的成分分析和結(jié)果

結(jié)果數(shù)據(jù)

表1列出幾個發(fā)酵罐產(chǎn)生氣體的主要成分及含量。

結(jié)果分析

由兩表中看出，以生活垃圾作為填埋池為主要的接種物，對其進行厭氧發(fā)酵之后，沼氣的產(chǎn)量較高。表2中，在整個生產(chǎn)發(fā)酵的過程中，產(chǎn)生的沼氣量最多。由于生活垃圾中含有一些重金屬的化合物和有毒的物質(zhì)，因此，對微生物的生長有抑制的作用。選自經(jīng)過預(yù)處理之后的生活垃圾作為原料進行發(fā)酵，對于微生物的生長環(huán)境提供了良好的條件。因此，在進行發(fā)酵的過程中，對生活垃圾的降解效率較高。

表1 各物質(zhì)、垃圾和沼氣之間的配比情況

生活垃圾產(chǎn)沼氣優(yōu)勢以及亟待解決的問題

生活垃圾在經(jīng)過預(yù)處理之后厭氧分解發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，一方面充分利用生活垃圾，減少垃圾對城容、城境的影響，另一方面也實現(xiàn)了生活垃圾的經(jīng)濟價值。但在實現(xiàn)經(jīng)濟效益的過程中，還存在著一些效率不高、不能得到綜合利用等問題，從而造成大量的浪費現(xiàn)象，這些都是目前需要解決的問題。

表2 產(chǎn)氣指標

結(jié)語

由本文可以看出，生活垃圾在經(jīng)過預(yù)處理之后有很多的有機物，在經(jīng)過厭氧消化發(fā)酵之后產(chǎn)生的沼氣具有很好的利用價值，在一定意義上實現(xiàn)了生活垃圾的再利用，但是在使用的過程中還必須注意相關(guān)的問題，全面保證生活垃圾的充分利用。