羅雪飛

（荊州市江漢智通人力資源有限公司，湖北 荊州423000）

1 引言

人們?nèi)粘Ｉ钪挟a(chǎn)生的不能再次使用的廢棄物統(tǒng)稱為生活垃圾，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得人口數(shù)量持續(xù)上升，給資源和環(huán)境帶來(lái)一定的影響，給生活垃圾處理工作帶來(lái)了較大的壓力，傳統(tǒng)的以焚燒為主的垃圾處理方式已經(jīng)無(wú)法滿足新時(shí)期環(huán)保生態(tài)建設(shè)要求。因此，必須要加強(qiáng)對(duì)新型垃圾處理技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)，厭氧消化處理技術(shù)可以降解生活垃圾中的有機(jī)污染物，而且可以實(shí)現(xiàn)資源的合理利用，產(chǎn)生沼氣和有機(jī)肥料，減少資源的浪費(fèi)，在生活垃圾處理中有著十分重要的應(yīng)用價(jià)值。

2 厭氧技術(shù)在生活垃圾處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 厭氧技術(shù)的垃圾處理原理

在無(wú)氧條件下，兼性有氧與厭氧菌和厭氧菌可以起到分解的作用，將生活垃圾中主要的有機(jī)污染物分解成為分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的小分子有機(jī)物或者無(wú)機(jī)物，經(jīng)過(guò)厭氧消化處理之后最終可以得到一系列的氣體產(chǎn)物，包括甲烷（即沼氣的主要成分）、氨氣、硫化氫、氫氣以及二氧化碳，厭氧分解過(guò)程并不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染物，可以對(duì)生活垃圾中的固體與半固體污染物進(jìn)行有效處理，同時(shí)也廣泛應(yīng)用于廢水污水的處理和凈化過(guò)程中。從厭氧技術(shù)在生活垃圾中的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，與常規(guī)的處理方法相比消耗的處理時(shí)間更長(zhǎng)，反應(yīng)體系與反應(yīng)機(jī)制也更加復(fù)雜，需要經(jīng)歷水解發(fā)酵、脫氫產(chǎn)酸以及產(chǎn)生甲烷三個(gè)階段?？筛鶕?jù)厭氧消化處理過(guò)程中有機(jī)固體所占的比例將處理方法分為濕厭氧消化工藝以及干厭氧消化工藝。濕厭氧法相對(duì)比較成熟，排料和給料便捷快速，成本較低，是當(dāng)前利用有機(jī)廢物產(chǎn)生沼氣的最常用技術(shù)。但是濕厭氧消化工藝技術(shù)對(duì)反應(yīng)器的容積有較高的要求，在處理過(guò)程中料液容易酸化，沼渣和沼液存在分離困難的問(wèn)題。干厭氧處理工藝相對(duì)來(lái)說(shuō)成本更低，能夠有效節(jié)約水資源，管理比較方便，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生的沼氣效率低下，需要結(jié)合生活垃圾的主要成分以及處理要求合理選擇厭氧處理方法[1]。

2.2 厭氧處理工藝的處理流程

在厭氧消化處理工具應(yīng)用的過(guò)程中，微生物會(huì)分泌胞外酶，在胞外酶的作用下，大分子的有機(jī)物質(zhì)會(huì)被逐漸降解成葡萄糖、氨基酸等單體分子，同時(shí)產(chǎn)生乙酸、氫氣以及一氧化碳等中間產(chǎn)物。之后能夠產(chǎn)生甲烷的細(xì)菌會(huì)通過(guò)一系列的分子反應(yīng)將這些中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成甲烷，甲烷作為燃料被回收使用。在進(jìn)行厭氧處理工藝時(shí)，需要結(jié)合生活垃圾的主要成分以及處理需求選擇適合的厭氧處理方法以及處理細(xì)菌，處理過(guò)程包括垃圾預(yù)處理、厭氧消化、有效物質(zhì)回收利用以及剩余物的處理等。生活垃圾的預(yù)處理工作通過(guò)垃圾物理破碎以及分離的方法將其轉(zhuǎn)變?yōu)榫|(zhì)的原料，將這些原料投入反應(yīng)器可以進(jìn)行更加快速和徹底的生物降解。結(jié)合原料的連續(xù)性消化、溫度以及濃度選擇對(duì)應(yīng)的厭氧消化工藝進(jìn)行降解，回收的氣體可以用于燃料和發(fā)電，廢棄的殘余物可以作為農(nóng)田的肥料使用[2]。

2.3 影響生活垃圾厭氧消化的主要因素

通過(guò)對(duì)生活垃圾厭氧處理實(shí)際情況來(lái)看，垃圾顆粒的大小以及有機(jī)組分、有機(jī)負(fù)荷率、溫度、pH 值、攪拌都是影響生活垃圾厭氧處理效果的主要因素。城市垃圾的分類系統(tǒng)比較復(fù)雜，生物可降解性直接與垃圾的底物成分有關(guān)，有機(jī)廢物的成分會(huì)對(duì)厭氧消化過(guò)程產(chǎn)生十分關(guān)鍵的影響，縮小垃圾的粒度，可以提高微生物降解效率，保證沼氣的產(chǎn)量，提升垃圾的去除率，也可以通過(guò)降低顆粒粒徑的方法增大微生物的消化表面積，減少有機(jī)廢物的消化時(shí)間，提高生物轉(zhuǎn)化能力，避免消化失敗。pH 值作為厭氧發(fā)酵消化的重要監(jiān)測(cè)工藝參數(shù)，直接關(guān)系著厭氧微生物的反應(yīng)活性，如果pH 值過(guò)高會(huì)造成微生物氨中毒，如果pH 值過(guò)低則會(huì)造成微生物的酸中毒，酸度和堿度都會(huì)影響微生物的活性。因此，需要結(jié)合微生物的存活pH 值范圍進(jìn)行科學(xué)的發(fā)酵和降解。厭氧微生物的活性對(duì)溫度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較敏感，溫度也是影響厭氧消化效率的關(guān)鍵因素，溫度直接影響微生物有機(jī)質(zhì)的代謝速率以及自身的成長(zhǎng)速率，從而會(huì)對(duì)消化性能產(chǎn)生影響，須結(jié)合微生物的最佳代謝活性溫度區(qū)間合理設(shè)定發(fā)酵處理溫度[3]。

3 厭氧技術(shù)在生活垃圾處理中的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 厭氧生物反應(yīng)器

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展使得厭氧微生物技術(shù)在生活垃圾處理中的應(yīng)用越來(lái)越深化，有效提升了生活垃圾處理效率，減少傳統(tǒng)焚燒法對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的二次污染與破壞。從目前來(lái)看，厭氧法在多個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家均有采用，我國(guó)在福建、江蘇、廣東、云南等省份都已經(jīng)普及了農(nóng)村戶用沼氣池，大中型沼氣工程項(xiàng)目在全國(guó)有4000 多處，每年可以產(chǎn)生沼氣約1.3 億m3。經(jīng)過(guò)十多年對(duì)厭氧處理技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，我國(guó)厭氧發(fā)酵工藝獲得了迅猛的進(jìn)步，有效提升了厭氧發(fā)酵裝置的容積產(chǎn)氣率。厭氧技術(shù)的不斷發(fā)展使得處理流程更加科學(xué)有序，規(guī)范了沼氣的生產(chǎn)、存儲(chǔ)和運(yùn)輸流程，使得生活垃圾能夠得到及時(shí)地處理，極大地提升了厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣率，實(shí)現(xiàn)能源資源的重復(fù)利用，緩解我國(guó)能源短缺的現(xiàn)狀[4]。

3.2 厭氧技術(shù)的發(fā)展前景

從人類社會(huì)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，生活垃圾需要實(shí)現(xiàn)資源化和無(wú)害化的處理，要能夠與社會(huì)日新月異的發(fā)展環(huán)境相匹配。采用厭氧消化技術(shù)不僅能夠獲得可重復(fù)利用的生物質(zhì)資源，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的肥料，而且可以使生活垃圾中有機(jī)污染物質(zhì)有效去除病原菌。從目前來(lái)看，城市生活垃圾厭氧處理工藝仍有待完善，沒(méi)有經(jīng)過(guò)預(yù)處理的垃圾所需要的降解時(shí)間比較長(zhǎng)，而垃圾固體含量較高，也給動(dòng)力配給和攪拌裝置的工作帶來(lái)一定的困難。后續(xù)垃圾降解期間也容易造成酸中毒，缺乏高效的生物菌群，影響降解效率和降解質(zhì)量。另外，生活垃圾中硫酸鹽、重金屬以及氨等抑制物質(zhì)含量相對(duì)較高，會(huì)對(duì)降解微生物的生物活性產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致降解微生物工作存在不穩(wěn)定性，垃圾分選效率不足，也會(huì)直接影響垃圾處理的成本處理的效率。目前，我國(guó)仍然沒(méi)有針對(duì)垃圾分類進(jìn)行有效的立法以及管理，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)垃圾處理技術(shù)相對(duì)滯后。因此，需要結(jié)合當(dāng)前生活垃圾的處理問(wèn)題，從源頭抓起，構(gòu)建行之有效的垃圾分類處理制度，提高垃圾處理整體效率，減少在垃圾分類過(guò)程中損耗的人力、物力以及財(cái)力。通過(guò)對(duì)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的研究提高大型沼氣產(chǎn)率，以及沼氣利用效率與整個(gè)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的效率，節(jié)約系統(tǒng)成本，有效提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在生活垃圾處理過(guò)程中應(yīng)用厭氧消化技術(shù)不僅可以有效去除生活垃圾中的毒副物質(zhì)和有害物質(zhì)，減少生活垃圾對(duì)周圍環(huán)境所造成的污染與破壞，同時(shí)也可以緩解垃圾不斷增加的壓力，避免傳統(tǒng)垃圾焚燒法的不足，處理之后產(chǎn)生的沼氣以及有用物質(zhì)可以進(jìn)行重復(fù)的收集與應(yīng)用，提高資源的利用效率。目前，我國(guó)生活垃圾厭氧處理技術(shù)正處于向工業(yè)實(shí)踐發(fā)展的關(guān)鍵階段，推廣開(kāi)來(lái)可以解決全球能源緊張和環(huán)境污染的問(wèn)題，需要環(huán)保部門以及相關(guān)企業(yè)的大力支持。