【正文】 多。②污染大氣城市垃圾在城市和城市周圍大量堆積，會嚴(yán)重污染著空氣。金屬在自然界中衰減緩慢，通過在作物、水生物或飲用水中積聚并通過食物鏈最終危害人體健康。填埋方式具有處理量大，過程簡單且成本較低的優(yōu)點(diǎn)。好氧堆肥通過好氧微生物的作用使垃圾中有機(jī)物發(fā)生一系列分解反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為簡單而穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程，并利用垃圾或土壤中存在微生物，在溫度、水分和氧氣等一定條件作用下，使垃圾中的有機(jī)物發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)而降解（消化）,形成一種類似腐蝕質(zhì)土壤的物質(zhì)，可改良土壤肥度。為此，預(yù)防垃圾焚燒產(chǎn)生二次污染，加強(qiáng)排煙監(jiān)測和控制二惡英產(chǎn)生量等，仍是制約此項(xiàng)技術(shù)廣泛推廣應(yīng)用的重要因素。30計(jì)算機(jī)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用（論文） 城市生活垃圾的厭氧消化處理技術(shù) 2城市生活垃圾的厭氧消化處理技術(shù) 厭氧消化處理廢棄物已有多年歷史，但工業(yè)化的大規(guī)模運(yùn)用從二十世紀(jì)初才開始，由于運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，操作較復(fù)雜，運(yùn)用一直不多，直道70年代，由于能源危機(jī)，許多國家開始尋找新能源，從而把目光轉(zhuǎn)向了可產(chǎn)生沼氣的厭氧消化技術(shù)。揮發(fā)酸通過乙酸菌氧化為乙酸鹽、分子氫和二氧化碳, 甲烷菌再將這些物質(zhì)轉(zhuǎn)化為甲烷. 一般厭氧消化可分為水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段[12]。有機(jī)物在有水的地方，在無氧條件下，很容易發(fā)生厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生厭氧發(fā)酵的代表產(chǎn)物 —甲烷和硫化氫。②發(fā)酵階段這個(gè)階段包括了糖、氨基酸、高級脂肪酸以及醇類的厭氧氧化。轉(zhuǎn)化細(xì)菌是產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌，這種菌能夠把揮發(fā)性脂肪酸降解為氫氣和乙酸產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌可能是絕對厭氧菌，或者兼性厭氧菌在乙酸濃度較低，液體中的氫分壓也低的情況下，這個(gè)過程就能順利完成。厭氧處理量還不算大。其中1/4是用厭氧方法處理的。近年來，逐步形成了以濕式完全混合厭氧消化、厭氧干發(fā)酵、兩相厭氧消化等為主的工藝形式。在2001年我國已有家用沼氣池800多萬個(gè)，大中型沼氣池1000多個(gè)[17]。以我國2000年的垃圾量來估算,大約可以獲得25億m3左右的沼氣, 其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。這些預(yù)處理過程會導(dǎo)致15%～25%的揮發(fā)性固體損失。Kompogas工藝的工作方式相似，只是采用水平式圓柱形反應(yīng)器，內(nèi)部通過緩慢轉(zhuǎn)動的槳板使垃圾均質(zhì)化，系統(tǒng)需要將垃圾固含率調(diào)到大約23%。并且對于大部分有機(jī)垃圾而言，只要設(shè)計(jì)合理、操作適當(dāng)，單級系統(tǒng)具有與多級系統(tǒng)相同的效能。目前，工業(yè)上一般用單相厭氧消化系統(tǒng)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)簡單，一般不會發(fā)生技術(shù)故障。其中物理和化學(xué)預(yù)處理的應(yīng)用較為廣泛。③溫度溫度是影響厭氧消化工藝的重要參數(shù)，對消化程度、啟動時(shí)間、產(chǎn)沼氣中甲烷體積分?jǐn)?shù)等均有重要影響。一方面可以提高纖維素的可生化性，加大產(chǎn)氣量，使垃圾的減量化程度提高；另一方面可以減少有機(jī)廢物消化的時(shí)間。一些學(xué)者研究了不同來源的接種物對垃圾發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響, 分別取河底、垃圾填埋場、沼氣池的活性污泥，從生活垃圾的總固體和揮發(fā)性固體的降解率、池容產(chǎn)氣量、沼氣產(chǎn)氣潛力4項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行比較，結(jié)果表明：垃圾填埋場污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣具有產(chǎn)氣快、產(chǎn)氣潛力較大、甲烷含量較高的優(yōu)點(diǎn)，是理想的城市生活垃圾厭氧消化接種物。 濕式連續(xù)多級發(fā)酵系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)包含兩個(gè)平行生產(chǎn)線。通常，生物反應(yīng)器排出的物料，在國外液體作為液體肥料直接出售，固體則通過一系列的制肥工藝，用于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥。 歐洲現(xiàn)在至少有4座Dranco工藝大型垃圾處理廠，處理能力為11 000t/a到35 000t/a。有機(jī)垃圾首先經(jīng)過預(yù)處理達(dá)到以下要求：固含率（DS)30%～45%，揮發(fā)性固體含量(VS)55%～75%（of DS)。 目前已建成的處理廠有：法國Amiens處理廠（處理能力：85 000t/a）；德國Engelskirchen處理廠（處理能力：35 000t/a)、Freiberg處理廠（處理能力：36，000t/a）；比利時(shí)Mons處理廠（處理能力：58 700t/a)；瑞士Geneva處理廠（處理能力：10 000t/a)；西班牙CadiZ處理廠（處理能力：210 000t/a)等。其中塑料廢物的含量變化最大，%，2008 %。僅與廚余垃圾產(chǎn)生量一項(xiàng)就相差甚遠(yuǎn)，處理能力嚴(yán)重不足。干法發(fā)酵要求垃圾的含固率一般24%～40%[28]，基本上保持了經(jīng)分選預(yù)處理后的生活垃圾的原始狀態(tài)，因此對進(jìn)料的預(yù)處理要求比濕法簡單，一般不需要再給垃圾加水，所以干法發(fā)酵產(chǎn)生的廢水量很少，廢水處理所需費(fèi)用較少。①就我國垃圾的特點(diǎn)，厭氧消化主要體現(xiàn)在，從我國城市垃圾的成分特點(diǎn)來看，我國城市垃圾高含水率、低熱值、營養(yǎng)成分含量高等特點(diǎn)，符合一般厭氧消化處理固含量及其他方面的要求。我國城市垃圾的特點(diǎn)是無機(jī)物含量高于有機(jī)物含量,不可燃成分高于可燃成分, 不可堆腐成分多于可堆腐成分。Ghosh等(1999)使用傳統(tǒng)高效反應(yīng)器，觀察到5℃的高溫比35℃的處理只使甲烷產(chǎn)量提高了7%。在我國城市中實(shí)行垃圾分類的、經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的城市更適宜采用干式厭氧消化。下圖為是有預(yù)處理的城市垃圾綜合處理工藝流程圖。此后的許多工程不僅能在垃圾源頭分選比較普遍的國家處理生物垃圾，而且能在像中國、西班牙等源頭分選不普遍的國家處理混合垃圾。計(jì)算機(jī)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用（論文） 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1][J].城市環(huán)境與城市生態(tài)，2002,15(6):5557.[2]張艷,[J].湖南城市學(xué)院學(xué)報(bào),2003，24(3):5862.[3]藏文超,我國城市垃圾現(xiàn)狀與管理主題[J].環(huán)境保護(hù),1998(8):4143.[4]郭庭雙,[J].飼料工業(yè),1993,14 (8):4850.[5]胡家駿,[M].北京：高等教育出版社,1988,91100.[6]劉瑞強(qiáng),[J].天津城市設(shè)計(jì)學(xué)院學(xué)報(bào),2001,7(4):247251.[7][J].中國城市環(huán)境衛(wèi)生協(xié)會會刊,1997,(2):1316.[8][J]. 蘭州鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)2003,22(4):133137.[9](固體廢物卷)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001,204246.[10][J].工業(yè)微生物,1997，27(3):3233. [11]張波，張麗麗，[J].中國沼氣,2003,21(4):1721.[12]Zinder SH. Microbiology of anaerobic conversion of organic wastes tom ethane: recent developments[J]. ASM News, 1984, 50:294 298.[13]陳洪章,[J].纖維素科學(xué)與技術(shù),（2）：6064[14]任南琪,[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004:1821.[15]陳慶今,固體有機(jī)垃圾厭氧消化研究應(yīng)用進(jìn)展[J].中國沼氣,2001,19（4）1114[16]董仁杰,劉廣青,[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2001,17(1):16. [17]周富春，[J].煤炭學(xué)報(bào)2004(8)。 計(jì)算機(jī)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用（論文） 總結(jié) 4總結(jié)垃圾分選效率將直接影響處理效率、成本以及產(chǎn)品質(zhì)量，國內(nèi)垃圾處理技術(shù)相對滯后的一個(gè)重要原因是沒有進(jìn)行很好的分類。2005年，對歐洲城市生活垃圾的工程進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)（工程是指年處理能力大于3 000t的工程，包括現(xiàn)有工程以及簽訂合同預(yù)計(jì)投資的工程，處理量指實(shí)際現(xiàn)有處理量或是設(shè)計(jì)處理量）。Hobson認(rèn)為如果發(fā)酵的第一步是聚合物的水解如垃圾的水解，則兩相工藝不可行，因?yàn)閺?fù)雜有機(jī)物的發(fā)酵需要更長時(shí)間，限速步驟往往是產(chǎn)酸階段。總之，中溫消化在目前的應(yīng)用較高溫消化還是占優(yōu)勢的，高溫厭氧消化在近年來在歐洲呈增長趨勢。我國城市垃圾有機(jī)成分中,以生物和廚房垃圾所占比例較高, ,比表面積越大,越有利于發(fā)酵。③從環(huán)境影響來看，反應(yīng)過程要求保持厭氧狀態(tài)，則反應(yīng)設(shè)備均為密閉狀態(tài)，不會有更多地異味逸出，同時(shí)減少了COCH4等溫室氣體的排放，對環(huán)境的影響較小。濕法發(fā)酵垃圾的含固率一般10%15%，需要往垃圾中加大量的水，所產(chǎn)生的廢水比較多。北京市垃圾分類將以廚余垃圾分類為突破口，重點(diǎn)將廚余垃圾從其它垃圾中分離出來單獨(dú)處理，這就為厭氧消化技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊空間。[25]可知2008年垃圾低位熱值已達(dá)到5083kJ/kg。但目前在我國很少采用這樣技術(shù)的大型處理廠，可能是因?yàn)閰捬跸耐顿Y成本比好氧堆肥要高，～。然后進(jìn)入水平的厭氧反應(yīng)器進(jìn)行高溫消化。有機(jī)垃圾先經(jīng)過手工分選、切碎，篩分以去除大顆粒，用磁選分離金屬物質(zhì)，加水混和，接著送入808m3的消化器中。首先將垃圾通過固液分離機(jī)分為固體和液體，液體部分直接進(jìn)人產(chǎn)甲烷階段反應(yīng)器進(jìn)行消化1～2d；固體部分進(jìn)人水解池，2～4d以后垃圾再經(jīng)過分離，再使液體進(jìn)入產(chǎn)甲烷階段反應(yīng)器。（此工藝也可以在55℃進(jìn)行高溫消化）。攪拌裝置是整個(gè)沼氣發(fā)酵工藝中高能耗裝置。這證明了顆粒粒度在廚房垃圾的厭氧消化過程中是一個(gè)重要的影響因素。國內(nèi)外也有許多研究探討溫度對發(fā)酵效率、產(chǎn)期質(zhì)量的影響?；瘜W(xué)預(yù)處理普遍運(yùn)用于難降解固體有機(jī)物的處理中, 針對不同的固體有機(jī)物, 通常采用酸、堿、碳酸氫鹽等浸泡的方式進(jìn)行處理, 熱處理和臭氧處理對厭氧消化過程具有顯著的優(yōu)化作用。④按照進(jìn)料方式分為序批式、連續(xù)式。單相厭氧消化工藝是指消化過程在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，多種菌群在同一環(huán)境中生存。Valorg工藝優(yōu)點(diǎn)是不需要用消化后的垃圾來稀釋新鮮垃圾，缺點(diǎn)是氣體噴嘴容易堵塞，維護(hù)比較困難。漿狀垃圾并不能保持均勻的連續(xù)性，因?yàn)樵谙^程中重物質(zhì)沉降，輕物質(zhì)形成浮渣層，導(dǎo)致在反應(yīng)器中形成了三種明顯不同密度的物質(zhì)層。厭氧反應(yīng)器一般由：密閉反應(yīng)器、攪拌系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和固液氣三相分離系統(tǒng)。厭氧消化后產(chǎn)生的沼氣是清潔能源，實(shí)現(xiàn)能量的回收利用；固體物質(zhì)被消化以后產(chǎn)品中氮保存較多，可以得到高質(zhì)量的有機(jī)肥料和土壤改良劑在有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成甲烷的過程中實(shí)現(xiàn)了垃圾的減量化厭氧消化過程不需要氧氣，動力消耗小，因而運(yùn)行成本較低；厭氧消化減少了溫室效應(yīng)氣體的排放量。尤其在歐洲和美洲，固體廢物的厭氧消化在研究和實(shí)際的應(yīng)用中都得到了很好的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)是一項(xiàng)很成熟的技術(shù)。