【文章內(nèi)容簡介】 物質(zhì)對厭氧降解有抑制作用盡管高溫工藝在產(chǎn)氣率要優(yōu)于中溫工藝，但由于溫度很高，導(dǎo)致降解過程的穩(wěn)定性下降，因此在國外實(shí)際工程案例中，中溫工藝應(yīng)用更為廣泛。3．2．2．2．濕法工藝與干法工藝根據(jù)進(jìn)入反應(yīng)器中的垃圾中干物質(zhì)含量的高低，可將厭氧工藝劃分為濕法工藝與干法工藝。由于進(jìn)料垃圾中的干物質(zhì)含量高于40%時(shí)，厭氧降解會(huì)因?yàn)楹蔬^低而受到抑制，因此在工程上進(jìn)料垃圾的干物質(zhì)含量不超過40%. 采用濕法工藝時(shí)，如果進(jìn)料的干物質(zhì)含量大于15%，可使用清水或沼液處理過后的循環(huán)回流水進(jìn)行稀釋，在降低進(jìn)料的干物質(zhì)含量的同時(shí)，在使用循環(huán)水時(shí)也可起到初步接種的作用。 給出了這兩種工藝的對比。 濕法與干法工藝比較濕法工藝干法工藝干物質(zhì)含量＜15%20%40%工藝優(yōu)點(diǎn)1． 進(jìn)料的傳送混合技術(shù)簡單2． 反應(yīng)器內(nèi)攪拌技術(shù)簡單3． 反應(yīng)器內(nèi)的熱交換及物質(zhì)交換好4． 產(chǎn)生的氣體較易釋放出來1． 預(yù)處理較為簡單工藝缺點(diǎn)1． 反應(yīng)器體積較大2． 相關(guān)設(shè)備體積較大3． 機(jī)械預(yù)處理較為復(fù)雜1． 工藝極為復(fù)雜2． 設(shè)備較昂貴3． 物料輸送技術(shù)復(fù)雜干法工藝由于技術(shù)難度較高，工藝控制極為復(fù)雜，目前在歐洲發(fā)達(dá)國家應(yīng)用也不甚廣泛，實(shí)際的工程上多使用濕法技術(shù)。3. 2. 2. 3. 單相工藝與兩相工藝有機(jī)物厭氧降解的詳細(xì)過程至今仍未被科學(xué)家們所破解，但是大體上厭氧降解的過程可劃分為四個(gè)階段，即水解階段，酸化階段，乙酸化階段和產(chǎn)甲烷階段。從參與各階段的厭氧菌的最適宜環(huán)境條件看，這四個(gè)階段又可進(jìn)一步簡化為水解酸化階段和產(chǎn)甲烷階段。 水解酸化菌與產(chǎn)甲烷菌的比較水解酸化菌產(chǎn)甲烷菌種類較多較少生長速率快較慢最適應(yīng)pH值最適宜溫度范圍30℃35℃ （中溫）35℃38℃ （中溫）55℃60℃ （高溫）對氫氣的敏感度敏感不敏感由表中可知，相比較而言，水解酸化菌的種類較多，對pH值的變化不很敏感，最適宜水解酸化菌發(fā)揮活性的周圍環(huán)境顯酸性。而產(chǎn)甲烷菌則恰恰相反，產(chǎn)甲烷菌種類較少，生長周期較長，需要經(jīng)過長時(shí)間的馴化。產(chǎn)甲烷菌對pH值較為敏感，最適宜產(chǎn)甲烷菌發(fā)揮活性的環(huán)境為中性，且pH值浮動(dòng)范圍不大。傳統(tǒng)的單相工藝中，水解酸化階段和產(chǎn)甲烷階段在同一反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，不同的厭氧菌無法達(dá)到發(fā)揮各自最佳活性的最適宜環(huán)境條件，整個(gè)降解過程的時(shí)間較長，產(chǎn)氣率較低。此外由于水解酸化菌的種類較多，生長速率較高，反應(yīng)器內(nèi)容易出現(xiàn)酸化現(xiàn)象，導(dǎo)致后續(xù)的產(chǎn)氣階段受到抑制。使用兩相工藝時(shí)，水解酸化階段與產(chǎn)甲烷階段在獨(dú)立的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，獨(dú)立的反應(yīng)器可以同時(shí)滿足不同菌類的最適宜生長環(huán)境條件，增強(qiáng)了厭氧降解過程的穩(wěn)定性，同時(shí)提高了沼氣的產(chǎn)氣量。 單相和兩相工藝比較單相工藝兩相工藝厭氧降解是否在同一反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行是否工藝優(yōu)點(diǎn)1． 設(shè)備較少2． 控制簡單3． 投資較小1． 工藝穩(wěn)定性好2． 產(chǎn)氣量較高3． 可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制工藝缺點(diǎn)1． 工藝穩(wěn)定性差2． 反應(yīng)器內(nèi)易出現(xiàn)酸化3． 產(chǎn)氣量較小1． 設(shè)備較多2． 控制較復(fù)雜3． 投資較大盡管兩相工藝在技術(shù)上較單相工藝具有優(yōu)勢，但是由于單相工藝運(yùn)行控制比較簡單，且投資較少，因此在之前的工程實(shí)例中仍多使用單相工藝。隨著兩相工藝的成熟，越來越多的項(xiàng)目開始使用兩項(xiàng)工藝，目前歐洲厭氧處理工藝中這兩種工藝的使用各為一半左右。3．2．2．4．序批次工藝與連續(xù)式工藝序批次工藝是指垃圾周期性進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，并在反應(yīng)器內(nèi)停留至降解完全，之后將反應(yīng)器內(nèi)厭氧降解后產(chǎn)物清出的整個(gè)過程。該工藝中還包括了反應(yīng)器的清潔與消毒。連續(xù)式工藝是指垃圾連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行厭氧降解的過程，厭氧降解后產(chǎn)物連續(xù)的排出反應(yīng)器，不需要對反應(yīng)器清潔消毒。 序批次工藝和連續(xù)式工藝比較序批次工藝連續(xù)式工藝進(jìn)料方式周期性連續(xù)性工藝優(yōu)點(diǎn)1．控制較為簡單1． 反應(yīng)器數(shù)量較少2． 占地面積較小3． 運(yùn)行成本較低4． 自動(dòng)化程度較高工藝缺點(diǎn)1． 反應(yīng)器數(shù)量較多2． 投資較大3． 占地較多4． 運(yùn)行成本較高1．控制較為復(fù)雜兩種工藝相比較而言，連續(xù)式工藝在經(jīng)濟(jì)可行性上具有明顯優(yōu)勢，在實(shí)際工程中較多采用連續(xù)式工藝。 3．2．3．餐廚垃圾厭氧發(fā)酵處理工藝流程餐廚垃圾厭氧處理工藝主要是指通過成熟穩(wěn)定的厭氧發(fā)酵技術(shù)，使收運(yùn)來并且經(jīng)過預(yù)處理的餐廚垃圾在厭氧菌的作用下，在一定的溫度條件下，密閉容器中發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣并且沼氣通過熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電和供熱的過程。發(fā)酵后產(chǎn)生的沼液和沼渣經(jīng)過無害化，資源化處理后可作為肥料再次使用，從而實(shí)現(xiàn)垃圾的減量化再利用。以兩相厭氧工藝為例，餐廚垃圾厭氧發(fā)酵工藝流程主要包括：1） 預(yù)處理2） 水解酸化3） 產(chǎn)沼氣4） 沼氣利用5） 沼液，沼渣處理及再利用 3. 2. 3. 1．預(yù)處理 餐廚垃圾經(jīng)過收運(yùn)車輛的運(yùn)輸?shù)竭_(dá)處理場地后，傾倒入進(jìn)料池內(nèi)。由于在餐廚垃圾產(chǎn)生地如餐館，飯店收集垃圾時(shí)會(huì)使用塑料包裝袋，因此進(jìn)料垃圾首先進(jìn)行破袋處理，破袋后的垃圾再進(jìn)入預(yù)處理階段，進(jìn)行機(jī)械預(yù)處理。 收運(yùn)來的餐廚垃圾中通常會(huì)含有一定量的干擾物質(zhì)，如紙張，金屬，骨頭等。這些物質(zhì)在厭氧發(fā)酵過程中不能被降解，因此應(yīng)在預(yù)處理階段被分選出去。紙張和金屬類物質(zhì)可循環(huán)利用，其他的物質(zhì)進(jìn)入填埋場進(jìn)行衛(wèi)生填埋。分選后的餐廚垃圾中仍然含有顆粒較大的物質(zhì)，如水果，蔬菜，肉塊等。顆粒較大的垃圾在輸送管道內(nèi)輸送或在容器內(nèi)攪拌時(shí)可能對設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響，同時(shí)顆粒較大的物質(zhì)比表面積較小，這樣會(huì)使得垃圾顆粒在反應(yīng)器內(nèi)與厭氧菌的接觸面積減小，降低厭氧發(fā)酵降解效果。為增強(qiáng)處理過程中設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性以及提高厭氧發(fā)酵的效果，在進(jìn)行分揀后，餐廚垃圾通常需再進(jìn)行粉碎處理，粉碎后的垃圾顆粒根據(jù)不同工藝要求不同，通常情況下顆粒大小在10mm左右。粉碎后的垃圾可進(jìn)行固液分離。餐廚垃圾在經(jīng)過了分選、粉碎后仍然含有一些顆粒較小，但是在厭氧反應(yīng)器中不能夠被降解掉的固體物質(zhì)，如細(xì)砂等。這些固體物質(zhì)進(jìn)入反應(yīng)器后通過內(nèi)部攪拌，會(huì)磨損反應(yīng)器和攪拌器，降低設(shè)備使用壽命。長時(shí)間運(yùn)行時(shí)，還會(huì)在反應(yīng)器底部形成堆積，降低反應(yīng)器的有效是使用體積。通過固液分離可使得這部份固體物質(zhì)從垃圾中分離出去，只剩下可降解物質(zhì)進(jìn)入反應(yīng)器，從而提高厭氧發(fā)酵罐的工作效率，保證產(chǎn)氣穩(wěn)定，進(jìn)而保證整個(gè)厭氧裝置的高效穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)餐廚垃圾的干物質(zhì)含量（TS）高于反應(yīng)器設(shè)計(jì)進(jìn)料TS時(shí)，通常會(huì)在垃圾進(jìn)入反應(yīng)器前加入清水或循環(huán)回流水進(jìn)行稀釋，以降低TS。此時(shí)可在預(yù)處理階段設(shè)均漿工藝。經(jīng)過均漿后的垃圾物料再通過管道輸送入反應(yīng)器內(nèi)。 3. 2. 3．2．水解酸化經(jīng)過預(yù)處理的餐廚垃圾進(jìn)入水解酸化罐內(nèi)進(jìn)行水解酸化。在此之前，可以設(shè)置熱交換設(shè)備，使得垃圾在管道輸送過程中實(shí)現(xiàn)升溫，達(dá)到水解酸化所需溫度，從而避免反應(yīng)器內(nèi)溫度出現(xiàn)較大的起伏變化。有機(jī)垃圾在反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)過水和水解酸化菌的作用下，由塊狀，大分子有機(jī)物，逐步轉(zhuǎn)化成為小分子有機(jī)酸類，同時(shí)釋放出二氧化碳，氫氣，硫化氫等氣體。水解酸化階段產(chǎn)生的有機(jī)酸主要是乙酸，丙酸，丁酸等。由于水解酸化過程進(jìn)行的很快，反應(yīng)器內(nèi)很快形成酸性環(huán)境，也就是說pH值在降低。盡管水解酸化菌的耐酸性很好，當(dāng)pH值過低時(shí)，菌類仍然會(huì)受到抑制，導(dǎo)致降解效果低下。為解決這一問題，可向反應(yīng)器內(nèi)加入堿性物質(zhì)進(jìn)行中和，但堿性物質(zhì)的加入會(huì)增加鹽度