固废大作业—城市生活垃圾的厌氧消化处理
大型厌氧消化工程处理城市生活垃圾的应用及前景分析
随着经济的发展和城市化进程的加快，我国城市生活垃圾产生量迅速增加，而且城市生活垃圾存在大量的生物质垃圾，具有易生物降解和高含水的特点，其形成的恶臭是固体废物污染环境的主要污染源。
与此同时，城市生物质垃圾中蕴含着大量生物质能，其高含水特性又为生物质能的转化提供了有利条件，针对生物质垃圾的“高固体厌氧消化（High Solid Anaerobic Digestion）技术”成为世界环保科技的研究热点。
采用厌氧消化技术处理城市生活垃圾，并产生绿色能源“沼气”，特别是在能源日益紧张，CO2减排的呼声越来越高的情况下，该技术越来受到各国政府接受和推广，欧美等发达国家通过立法等手段大力推广该技术的应用，我国“十一”规划明确提出大力推广使用生物质能源，根据国家“十一五再生能源发展规划”，到2010年，建成沼气发电装机容量100万千瓦。
“十一五”时期，加快建设规模化沼气工程，年产沼气约40亿立方米。
1. 厌氧消化工艺分类厌氧消化工艺根据工艺参数不同分成不同的类型：1）发酵天数；2)发酵含固率；3)发酵温度和4)级数(单级对多级)。
工艺参数的决定最终取决于现场的实际情况和工程目标，关键工艺参数分述如下：湿法和干法: 湿法反应器对比干法反应器，含固率低，可以应用不同的前处理工艺，清除掉塑料等杂质，同时分离出细玻璃、石子等杂质。
但是湿法反应器容易造成挥发份的流失，导致产气率较低。
同时湿法相对于干法内部能耗大，一般达到总产能的50％，而干法内部能耗只占总产能的20％～30％。
中温和高温: 中温厌氧反应器反应温度较低，所以降解相同水平的有机物，一般停留时间要长（15天至30天）. 中温厌氧反应器产气率低，尽管生物反应过程比较稳定，但长停留时间需要更大的容积和更高的成本。
高温厌氧反应器产气率高，停留时间短（12至14天），反应器容积小，但维修成本高。
单级与多级: 单级是第一阶段和第二阶段反应都集中在一个反应器内进行。
多级是两个阶段分成两个不同的反应器内进行以优化操作环境。
固体废物的厌氧消化处理
环境学院：固体废物处理与处置
环境学院：固体废物处理与处置
4.2 高固体厌氧消化技术
高固体厌氧消化（High solid anaerobic digestion）： 固体含量大约在22%以上。 该技术相对较新，未大规模应用。 优点：反应器单位体种的需水量低，产气量高，消 化污泥的处理费用相对较低。
环境学院：固体废物处理与处置
3.1 厌氧条件
详见“三段理论”
环境学院：固体废物处理与处置
3.2 有机物组分与产气量
产气量的大小主要取决于物料的组分物性。
环境学院：固体废物处理与处置
3.3 有机物含量与去除率
在合适的温度和 有机物负荷的条 件下，有机物去 除率与废物的有 机物含量成正比。
环境学院：固体废物处理与处置
6、厌氧消化反应器
目前研究较多的厌氧消化反应器有三类：
一阶段系统消化反应器 两阶段系统消化反应器 序批式处理系统消化反应器
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6.1 一阶段系统消化反应器
反有的反应集中在一个消化反应器中完成。 可分为：
一阶段湿式（中固体）处理系统 一阶段干式（高固体）处理系统
环境学院：固体废物处理与处置
环境学院：固体废物处理与处置
环境学院：固体废物处理与处置
环境学院：固体废物处理与处置
环境学院：固体废物处理与处置
环境学院：固体废物处理与处置
（2）一阶段干式系统
反应器中的固体废物含固率控制在20~40%内。
物料流动性差，要用特殊传送带、螺旋浆叶的强力 泵输送。这些传送设备对物料要求低，故原料的预 处理简单。 技术关键在于让进料和接种物充分混合。
环境学院：固体废物处理与处置
城市垃圾厌氧消化处理工程工艺流程
《城市垃圾厌氧消化处理工程工艺流程》
一、城市垃圾厌氧消化处理工艺流程二、生活垃圾厌氧消化处理工艺三、生活垃圾厌氧消化处理设备四、垃圾堆肥的优点1.改善土壤结构,提高土壤肥力;2.减少病虫害发生和传播;3.减轻污染,保护环境;4.有利于农作物增产;5.促进食用菌的生长繁殖。
五、垃圾的卫生填埋处置方法六、城市垃圾填埋场选址原则七、生活垃圾填埋场地基础建设八、生活垃圾卫生填埋场渗滤液处理系统九、生活垃圾卫生填埋场渗滤液处理系统工艺流程十、垃圾渗滤液处理工艺十一、城市垃圾填埋气体产量十二、城市垃圾填埋气体成分及组成十三、垃圾焚烧厂设计概述十四、垃圾焚烧厂运行控制十五、垃圾焚烧炉工艺参数调节十六、垃圾焚烧炉工艺参数的确定十七、垃圾焚烧过程中温度与烟气成分变化规律十八、垃圾焚烧厂除尘技术介绍十九、垃圾焚烧厂排放标准二十、垃圾焚烧厂烟气净化技术介绍
二十一、垃圾焚烧厂固体废弃物处理实例二十二、垃圾焚烧厂固体废弃物处理工艺二十三、垃圾焚烧炉渣处理技术二十四、垃圾焚烧飞灰综合利用技术。
厌氧技术在生活垃圾处理中的应用现状及发展趋势
厌氧技术在生活垃圾处理中的应用现状及发展趋势随着城市化进程的加快和经济的快速发展，城市生活垃圾数量不断增加，垃圾处理成为了一个亟待解决的大问题。
传统的生活垃圾处理方式主要有填埋和焚烧两种方式，但这两种方式都存在一些问题，如填埋造成的土地资源浪费和环境污染，焚烧产生的二氧化碳和其他有害气体对环境造成破坏。
为了更加高效地处理生活垃圾并减少对环境的影响，科研人员开始将厌氧技术引入到生活垃圾处理中。
本文将对厌氧技术在生活垃圾处理中的应用现状及发展趋势进行详细介绍。
1. 厌氧消化技术厌氧消化技术是一种利用微生物在无氧条件下分解有机物质产生沼气的生物处理方法。
通过该技术，不仅可以降解有机废弃物中的有机物质，还可以利用产生的沼气发电、供暖等，实现资源的再利用。
目前，国内外已经有很多城市和企业采用厌氧消化技术处理生活垃圾，取得了较好的效果。
厌氧堆肥技术是利用厌氧微生物分解生活垃圾中的有机物质，产生有机肥料的一种处理方法。
该技术相对于传统的堆肥技术来说，短时间内即可完成生活垃圾的处理，同时还可以产生沼气，节约能源。
目前，厌氧堆肥技术在一些发达国家已得到广泛应用，国内也有一些城市和企业开始尝试使用该技术处理生活垃圾。
1. 技术不断完善随着科技的不断发展和创新，厌氧技术在生活垃圾处理中的应用也在不断完善。
目前，一些科研机构和企业正在针对厌氧技术进行深入研究，并不断优化其工艺流程和设备装备，提高了处理效率和资源利用率，降低了处理成本。
2. 沼气的综合利用3. 综合利用厌氧产物厌氧消化和厌氧堆肥产生的沼气和有机肥料是宝贵的资源，未来厌氧技术在生活垃圾处理中还将更加注重综合利用这些产物。
如沼气可以用于发电、取暖等，有机肥料可以用于农业生产，实现资源的循环利用，减少对环境的污染。
4. 国际合作趋势厌氧技术在生活垃圾处理中的应用具有普遍适用性，国际上也越来越重视这一技术的发展。
未来，国际间在厌氧技术研究和经验交流方面的合作将更加频繁，从而推动该技术在全球范围内的应用与推广。
固废厌氧消化处理的原理是
固废厌氧消化处理的原理是固废厌氧消化处理是一种将有机废弃物通过微生物在无氧条件下进行分解和转化的技术。
具体而言，固废厌氧消化处理是通过厌氧消化反应器来实现的。
该反应器内同时存在厌氧产气细菌和厌氧消化细菌，它们共同参与有机物的降解过程。
下面我将详细介绍固废厌氧消化处理的原理。
固废厌氧消化处理的原理主要包括有机物的降解、发酵和产气三个过程。
首先，有机物的降解是指将有机废弃物中的大分子有机物分解为小分子有机物的过程。
这一过程主要由厌氧消化细菌参与，它们通过产生酶分解大分子有机物，将其转化为可溶解性有机物。
这个过程主要是通过隐蔽酶分解、酸化反应和挥发脂肪酸生成来实现的。
隐蔽酶分解中，细菌产生的酶将有机物分解为可溶性有机物，使其更易于降解。
酸化反应中，有机物被细菌发酵为醋酸、丙酮、甲烷等短链有机物，这些短链有机物更容易被微生物消化。
挥发脂肪酸生成是产生甲烷的关键步骤，细菌将有机物分解为挥发性脂肪酸，然后再通过甲烷产生细菌转化成甲烷。
其次，有机物的发酵是指将醋酸、丙酮等短链有机物通过细菌发酵产生气体、热能和有机酸等的过程。
在发酵过程中，厌氧消化细菌使用有机物作为能源，并产生甲烷和二氧化碳等气体产物。
细菌将有机物转化为甲烷的同时，也会产生大量的热能，这些热能可以用来提供反应器内的温度，维持反应器处于适宜的温度环境。
此外，发酵还会产生水相和固相中的有机酸和乙醇等有机物，这些有机物能够进一步促进气体生成过程。
最后，有机物的产气是指在上述过程中产生的甲烷和二氧化碳等气体的释放。
这些气体是厌氧消化处理中的主要产物，其中甲烷可作为一种清洁能源进行利用。
产气过程是通过厌氧产气细菌参与完成的，它们使用有机物和其他微生物合作产生气体。
总的来说，固废厌氧消化处理的原理是通过厌氧反应器中各类微生物的协同作用，将有机废弃物分解为小分子有机物，然后进一步发酵产生气体，并最终释放为甲烷和二氧化碳。
这个技术既可以处理有机固废，同时还能产生清洁能源，对于环境保护和资源回收具有重要意义。
厌氧消化技术在有机固体废弃物处理中的应用
厌氧消化技术在有机固体废弃物处理中的应用发布时间：2022-11-10T09:21:03.574Z 来源：《城镇建设》2022年第13期6月作者：唐成伟[导读] 从环境保护角度上看，有机固体废弃物会产生很大的危害。
唐成伟深圳市利赛环保科技有限公司广东深圳 518000【摘要】从环境保护角度上看，有机固体废弃物会产生很大的危害。
考虑到在这些有机固体废弃物中碳氢元素含量高，因此，通过厌氧消化技术，便能够大幅度通过处置有机固体废弃物的实际效果，进而达到无害化、减量化、资源化处理目标。
为此，本文探讨了厌氧消化技术的基本原理及其在处理有机固体废弃物中的具体应用。
【关键词】有机固体；厌氧消化技术；废弃物当前，能源体系结构优化、环保问题逐渐引起了民众的关注[1]。
在人平时的工作、生活中，均会大量产生各种有机固体废物。
而通过科学、有效地处理这些有机固体废弃物，则既可以优化生活环境，又可以二次利用能源，并优化整个能源体系的结构。
所以，厌氧消化技术以其突出的优势特点被日益广泛地用于处理各种有机固体废弃物。
一、厌氧消化技术的基本原理在应用厌氧消化技术时，基本的原理便是位于厌氧环境，建立起来众多微生物彼此共存、依赖且相互制约的一个生态平衡体系。
在厌氧消化中，温度、有机负荷、pH值等均极易带来一定的影响。
据研究显示，在应用厌氧消化技术中，主要涉及以下阶段：其一，水解阶段：在有机物中，以大分子聚合物成分为主，如脂类、碳水类等系列物质。
就厌氧消化而言，水解细菌会大量分泌胞外酶，让以上聚合物基于胞外酶的作用下，便会化为脂肪酸、糖类、氨基酸等单体[2]。
其二，酸化阶段：基于酸化细菌的消化，又会让以上单体变成氢、CO2、短链脂肪酸等。
而乙、丙、丁酸便是短链脂肪酸，会在提升氢分压的过程中，逐渐降低生成量。
其三，产氢、酸阶段：在微生物的代谢过程中，又会进一步转化单体生成物为CO2、乙酸、氢。
尤其是产甲烷菌还与相应的有机酸氧化菌彼此共生，也就是在有机酸氧化菌的促进作用下，能够化醇类物、短链脂肪酸成为乙酸，并且让乙酸再充当产甲烷菌的基体物质。
城市生活垃圾处理利用方案—厌氧消化循环利用技术word资料61页
城市生活垃圾资源化处理方案——厌氧消化循环利用技术单位：宇星科技发展（深圳）有限公司编制：杜娟审查：李总时间：2019年1月目录1 研究背景 (1)1.1 我国城市生活垃圾污染现状 (1)1.2 城市生活垃圾组分及特点 (1)1.3 我国城市生活垃圾处理现状 (2)1.4 垃圾厌氧消化循环利用体系的提出 (3)1.4.1 垃圾厌氧消化国内外研究现状 (3)1.4.2 垃圾厌氧消化循环利用体系 (4)1.4.3 建立垃圾厌氧消化循环利用体系的必要性 (4)1.5 政策支持 (5)2 生活垃圾厌氧消化循环利用工艺 (6)2.1 厌氧消化基本原理 (6)2.2 湿式连续厌氧消化循环利用工艺流程 (6)2.3 工艺控制条件与参数 (7)2.4 技术项目优势 (9)3 项目选址及建议 (9)3.1 项目选址及建设影响因素 (9)3.2 综合利用建议 (10)4 经济及环境效益 (12)4.1 经济效益 (12)4.2 环境效益 (12)4.3 投资风险分析 (12)5 总结 (13)6 参考文献 (13)1 研究背景1.1 我国城市生活垃圾污染现状城市生活垃圾是指在城市区划内通过各种形式收集的人类生活和活动中产生的综合废弃物，包括居民垃圾、街道清扫物、市场垃圾、商业垃圾，一般不包括污水处理厂污泥和建筑垃圾。
随着城市化进程的加快，城市生活垃圾产量也逐年递增。
自1979年以来，我国城市生活垃圾产量以平均每年8.98%的速度迅猛增长[1]，年产量达1.5亿吨，历年积存的已达60多亿吨，侵占了5亿多平方米的土地，在造成严重污染的同时也是一种巨大的资源浪费，是我国可持续发展的巨大阻碍。
如何变废为宝、环保经济地高效处理城市生活垃圾，成为各级政府均十分关注的热点和难点问题。
1.2 城市生活垃圾组分及特点城市生活垃圾的组成成分比较复杂，一般包括：易腐有机垃圾（厨余、草木）、灰土泥沙、纸类、塑料、金属、玻璃、织物等，不同的垃圾产生源，成分有所区别。
固废大作业—城市生活垃圾的厌氧消化处理
城市生活垃圾的厌氧消化处理1 前言随着经济的发展和惹您生活水平的提高，垃圾量也以惊人的速度日益增长。
北京市最近将北京生活垃圾分为可回收物、厨余垃圾、纸类、瓶罐、电池、其余垃圾六大类。
据中国环境报告测算，城市生活垃圾污染占城市总污染的一半[1]。
近十几年来,城市生活垃圾的年增长率在8%~10%，北京等大城市垃圾年增长率达15%~17%[2]。
目前中国有1/3的城市被垃圾所包围，垃圾累积堆存量达60多亿吨，侵占土地75万亩，严重污染了地下水[3]。
如何处理城市生活垃圾，已经成为城市建设中所面临的一个重要的问题。
世界各国为处理城市生活垃圾主要采用的手段有：填埋、焚烧、好氧堆肥和厌氧消化。
填埋法因其投资少、易操作等特点，被广泛应用，可是这个方法占地大、浪费资源，存在渗滤液污染地下水以及沼气引发爆炸的危险，尽管如此，这个方法还是现今使用最广泛的方法。
焚烧法处理垃圾体积可减少90%，周期短、占地少、还能有效消除病原菌，但由于目前中国城市垃圾中含水量大，这就需要添加其它辅助燃料，而且燃烧法一次性投资大，运行费用高且产生大量有害气体造成二次污染[4]，所以这个方法是并不广泛。
而好氧堆肥法处理城市生活垃圾体积可减少50%~70%，可产生大量肥料，但其存在能耗大，占地大，肥效低卫生条件差等缺点。
而且好氧堆肥的适宜固体含量在55%~60%之间[3]，像含水率大的如厨余垃圾就不适合好氧堆肥。
目前，我国城市生活垃圾用于填埋、堆肥、焚烧的比例分别是79.2%、18.8%、2%[2]。
相比较这三种方法，厌氧消化技术的优势就显而易见了，它既可以很好地处理垃圾污染，又能有效地产生可利用的能源。
垃圾只是放错了位置的资源，它蕴含了大量的生物质能，在资源能源紧缺、垃圾量很大的我国这个方法非常实用，同时具有良好的发展前景。
2 厌氧消化的原理有机废物的厌氧消化过程就是有机物质在特定的厌氧条件下,微生物将有机质进行分解,其中一部分碳素物质转化为甲烷和二氧化碳。
城市生活垃圾处理利用方案—厌氧消化循环利用技术
精选资料.城市生活垃圾资源化处理方案——厌氧消化循环利用技术单位：宇星科技发展（深圳）有限公司编制：杜娟审查：李总时间：2010年1月目录1 研究背景 (1)1.1 我国城市生活垃圾污染现状 (1)1.2 城市生活垃圾组分及特点 (1)1.3 我国城市生活垃圾处理现状 (2)1.4 垃圾厌氧消化循环利用体系的提出 (3)1.4.1 垃圾厌氧消化国内外研究现状 (3)1.4.2 垃圾厌氧消化循环利用体系 (4)1.4.3 建立垃圾厌氧消化循环利用体系的必要性 (4)1.5 政策支持 (5)2 生活垃圾厌氧消化循环利用工艺 (6)2.1 厌氧消化基本原理 (6)2.2 湿式连续厌氧消化循环利用工艺流程 (7)2.3 工艺控制条件与参数 (9)2.4 技术项目优势 (10)3 项目选址及建议 (11)3.1 项目选址及建设影响因素 (11)3.2 综合利用建议 (12)4 经济及环境效益 (13)4.1 经济效益 (13)4.2 环境效益 (13)4.3 投资风险分析 (13)5 总结 (14)6 参考文献 (14)1 研究背景1.1 我国城市生活垃圾污染现状城市生活垃圾是指在城市区划内通过各种形式收集的人类生活和活动中产生的综合废弃物，包括居民垃圾、街道清扫物、市场垃圾、商业垃圾，一般不包括污水处理厂污泥和建筑垃圾。
随着城市化进程的加快，城市生活垃圾产量也逐年递增。
自1979年以来，我国城市生活垃圾产量以平均每年8.98%的速度迅猛增长[1]，年产量达1.5亿吨，历年积存的已达60多亿吨，侵占了5亿多平方米的土地，在造成严重污染的同时也是一种巨大的资源浪费，是我国可持续发展的巨大阻碍。
如何变废为宝、环保经济地高效处理城市生活垃圾，成为各级政府均十分关注的热点和难点问题。
1.2 城市生活垃圾组分及特点城市生活垃圾的组成成分比较复杂，一般包括：易腐有机垃圾（厨余、草木）、灰土泥沙、纸类、塑料、金属、玻璃、织物等，不同的垃圾产生源，成分有所区别。
城市固体废物厌氧消化降解效率提升策略
城市固体废物厌氧消化降解效率提升策略一、城市固体废物概述城市固体废物，通常指的是在城市居民日常生活中产生的各种废弃物，包括但不限于生活垃圾、商业垃圾、工业废弃物等。
随着城市化进程的加快，城市固体废物的产生量也在逐年增加，对环境造成了极大的压力。
因此，提高城市固体废物的处理效率，尤其是通过厌氧消化这一生物处理技术，对于实现城市可持续发展具有重要意义。
1.1 城市固体废物的分类城市固体废物可以根据其来源和成分进行分类，主要包括以下几类：- 有机废物：包括厨余垃圾、园林废弃物等，含有较高的生物可降解性。
- 无机废物：如建筑垃圾、破碎的陶瓷等，生物降解性较低。
- 有害废物：含有重金属、有毒化学物质等，需要特殊处理以防污染。
1.2 城市固体废物的环境影响城市固体废物如果处理不当，会对环境造成多方面的影响：- 土壤污染：有机废物分解过程中可能释放有害物质，影响土壤质量。
- 水体污染：废物中的污染物可能通过雨水径流进入水体，造成水质恶化。
- 大气污染：废物分解产生的恶臭气体和温室气体排放，影响空气质量。
二、厌氧消化技术原理与应用厌氧消化是一种生物处理技术，通过微生物在无氧条件下分解有机物质，产生沼气等可再生能源和稳定的有机肥料。
这一技术在城市固体废物处理中具有广泛的应用前景。
2.1 厌氧消化的基本原理厌氧消化过程主要包括以下几个阶段：- 水解阶段：微生物将复杂的有机物质分解成小分子物质。
- 酸化阶段：小分子物质进一步转化为有机酸和氢气。
- 产甲烷阶段：有机酸和氢气在产甲烷菌的作用下转化为甲烷。
2.2 厌氧消化技术的应用厌氧消化技术在城市固体废物处理中的应用主要包括：- 生产沼气：沼气是一种清洁能源，可用于发电、供暖等。
- 制造有机肥料：厌氧消化残留物富含养分，可作为土壤改良剂。
- 减少废物体积：厌氧消化过程中，有机物质的体积和重量显著减少。
2.3 厌氧消化效率的影响因素厌氧消化效率受多种因素影响，包括：- 废物的组成：不同来源的废物成分差异会影响消化效率。
有机固废厌氧消化技术
利用厌氧菌对废弃物进行消化，产生沼气和有机肥。
1. 废弃物收集
该农业废弃物处理站将农作物残渣、畜禽粪便等农业废弃物进行收集。
2. 废弃物加工
收集的废弃物经过破碎、混合、调整等加工过程，为厌氧消化提供良好的条件。
01
02
1. 废弃物分类与收集
该工业园区对有机固废进行了分类和收集，包括废水处理污泥、食品加工废料、制药废渣等。
03
沼气利用
厌氧消化产生的沼气可作为能源进行利用，如用于发电、供热等。
厌氧消化产物的利用与处置
01
沼液处理
厌氧消化产生的沼液中含有大量的营养物质，可作为肥料进行利用。
02
沼渣利用
厌氧消化产生的沼渣中富含有机质和腐殖质，可作为有机肥料或土壤改良剂进行利用。
04
厌氧消化技术的优化与改进
厌氧消化技术的效率提升
破碎与细碎
将有机固废中的不同物质进行分离和分选，以去除杂质和不利于厌氧消化的物质。
分选与分离
有机固废的预处理
有机固废的厌氧消化
产氢产乙酸阶段
在酸化阶段后，有机物进一步转化为氢气和乙酸。
产甲烷阶段
氢气和乙酸在产甲烷菌的作用下转化为甲烷和二氧化碳。
酸化阶段
在厌氧条件下，有机物经过酸化菌的作用，转化为挥发性脂肪酸、乳酸等有机酸和其他中间产物。
定义
厌氧消化技术具有高效性、能源自给性、对环境友好等优点。
特点
厌氧消化技术的定义与特点
历史
厌氧消化技术自19世纪中叶开始研究，经历了从实验室研究到工业化应用的发展阶段。
发展
近年来，随着环保意识的提高和有机废弃物处理需求的增加，厌氧消化技术得到了广泛的发展和应用。
城市固体有机废弃物厌氧消化处理技术研究进展
城市固体有机废弃物厌氧消化处理技术研究进展【摘要】随着城市不断发展建设，城市范围逐渐扩大，人口数量迅速攀升，这就给城市垃圾处理系统带来不小的挑战，为了顺利完成城市垃圾处理任务，需要加强对各种垃圾处理技术的研究，才能为城市居民提供良好的生活环境。
本文主要选择厌氧消化技术为研究对象，先分析我国城市垃圾处理现状，再研究MOSE厌氧消化处理技术，最后探讨技术工艺。
通过对该厌氧消化处理技术研究进展的概述，为我国城市生活垃圾的资源化处理提供方向。
【关键词】城市固体有机废弃物；处理；厌氧消化城市每天都会产生大量的垃圾，其中就包括固体有机废弃物，如果处理不及时，不但会占用城市土地资源，还会污染周边环境。
近些年，周边居民不断涌入城市内部，为城市注入新鲜血液的同时，城市垃圾总量也在不断增加。
就调查发现，每年城市处理的垃圾总量都高达数亿吨，其中淤泥、废弃物、厨余垃圾的混合物占比最高，达到60%，这些垃圾富含大量的有机物，在处理过程中容易出现腐败讲解的现象，对垃圾站才产生巨大的污染，影响整个城市的生态系统。
1我国城市生活垃圾处理现状现阶段，城市在处理固体有机废弃物时，为了达到减量及资源化的目的，通常会选择生物处理技术，包括堆肥、填埋、焚烧、厌氧消化等。
我国各个城市都建了垃圾处理工厂，大部分地区都以填埋作为主要处理手段，但是无法满足激增的处理需求，无法实现无害化处理。
填埋技术虽然操作简单，但是会占用城市土地资源，还会释放恶臭气体，如果填埋处理不到位，会对城市环境造成巨大危害。
垃圾焚烧可以利用热值发电，但是会适当大量的温室气体，对全球气候产生破坏，而且一些城市垃圾的水分较高，无法满足焚烧需求，就需要对焚烧处理工艺进行不断优化改进。
厌氧技术属于新兴技术，可以利用垃圾中的生物质，获得大量的沼气及废料，并且这种技术基本不会出现二次污染问题，为城市固体有机废弃物的处理提供新思路。
2城市固体有机废弃物厌氧消化处理技术2.1原理在使用厌氧消化处理技术时，让固体有机废弃物处于无氧条件，配合多种微生物分解有机质，得到能源物质、水、氢及二氧化碳。
固废厌氧消化的工艺
固废厌氧消化的工艺
固废厌氧消化是一种将有机废弃物转化为可回收资源的处理工艺。
其基本步骤包括：
1.污泥预处理：将固体废弃物切碎、过筛或压缩，以便提高污泥的表观密度和缩短固废的分解时间。
2.厌氧消化：将预处理好的污泥投入反应器中，在缺氧条件下进行微生物发酵，使有机物逐渐分解为沼气、水和残渣。
3.沼气回收：收集沼气并回收利用。
4.残渣处理：将消化后的残渣进行二次处理，如晒干、热处理或焚烧，以减少残渣体积并消杀病菌。
固废厌氧消化的优点是能够减少有机废物的体积和有害物质的排放，同时生产可回收利用的沼气和肥料。
缺点是工艺过程需要消耗大量能量，并且对反应条件要求严格，否则会导致发酵失败。
6—生活垃圾厌氧消化处理(2).ppt
第一节 概述 第二节 厌氧消化影响因素 第三节 厌氧消化反应器与工艺
第一节
一、厌氧消化技术的发展
1630年
概述
欧洲早期科学家海尔曼就发现了有机物腐烂过程中 产生的一种可燃气体－沼气。
英国小城Exeter建起了一座用污水处理厂污泥作原 料的厌氧消化池，所产沼气用于街道的照明。 我国建造了一个8m3的小型沼气池。
搅拌 消化气
出料
进料
排泥
推流式反应器
进料 消化气 出料
折流式反应器
折流板 消化气
进料
出料
厌氧生物滤池
消化气
出料
填
料
进料
厌氧接触式反应器
消化气
沉淀池 进料 反应器 出料
真空脱气器
接真空系统
回流污泥 剩余污泥
上流式厌氧污泥床反应器
二、水压式沼气池的设计（★）
• 结构和工作原理 • 水压式沼气池结构主要由加料管、发酵间、出 料管、水压间、导气管组成 • 工作原理：见书P255对照三个图详细说明 • 设计（★） • （1）设计参数 • 设计参数包括气压、池容产气率、储存气量、 池容、投料率等，一般这些设计参数都给定或给 出几组参数，以供选择
1
6
1
1
• ⑦计算发酵间最低液面位 • 一般沼气池，V气大于V1。 • 此时 V筒＝V气－V1 • V筒＝πR2H筒 • 得： H筒＝V筒 / πR2
（2）发酵间的设计 在给定上述参数气体下，主要是设计发酵间，其步骤如下： 确定池容 用气水平 × 家庭人口数 池容= 预计池容池产气率 确定贮气量 贮气量 = 池容产率 × 池容 × 1/2 计算圆筒形发酵间容积 圆筒形发酵间由池盖、池身、池底组2 f 2 6
关于我国城市生活垃圾厌氧消化处理的探索
关于我国城市生活垃圾厌氧消化处理的探索文章分析了我国城市生活垃圾处理现状及存在问题，简述了当前广泛使用的填埋、堆肥和焚烧处理技术及其局限性，厌氧消化技术成为处理有机废物最为理想的方法，介绍了城市生活垃圾厌氧消化工艺、研究进展，并对制约厌氧消化技术的因素进行了讨论。
厌氧消化；城市生活垃圾；综合利用；有机质垃圾一、前言城市垃圾已成为当今世界的一大公害，也成为我国环境污染的突出问题之一。
近几年来，我国城市生活垃圾产量达1亿多吨，且每年以10％的速率增长。
而且随着城镇化进程的加快，垃圾产量将持续增长。
传统的垃圾处理，填埋、堆肥和焚烧是最常用的方法，但由于垃圾卫生填埋和焚烧处理的环保要求较高，焚烧和填埋成本也随之增加，且这些方式本身存在一定的弊端，对土壤、地下水和大气都会造成严重污染局面。
二、我国垃圾处理现状及存在问题解决垃圾问题的目标是将垃圾减容、减量、资源化、能量化及无害化。
目前主要有填埋、堆肥及焚烧处理三种方法。
填埋是目前我国大多数城市解决生活垃圾出路的主要方法，到底全国共有559座生活垃圾填埋场，近85％的城市生活垃圾采用填埋处理。
利用微生物分解垃圾有机成分的填肥处理，虽在我国具有悠久历史，但由于各种原因目前堆肥处理的效率不高，限制了该处理方法的发展。
垃圾焚烧技术在我国的研究和应用起步于八十年代中期，随着我国东南部沿海地区和部分大中城市的经济发展和生活垃圾低位热值的提高，不少城市已将建设生活垃圾焚烧厂提到了议事日程，目前正处于快速发展阶段。
各种方法都具有自身的局限性。
填埋处理不仅填埋掉了废物，也埋掉了可回收利用的资源，填埋场占地面积大，且存在严重的二次污染，如地下水污染，土壤污染，堆放场产生的臭气严重影响场地周边的空气质量等。
堆肥周期长，占地面积大，卫生条件差，堆肥处理产生的肥料肥效低、成本高，与化肥比销售困难，经济效益差。
而焚烧处理对垃圾低位热值有一定要求，且垃圾焚烧对垃圾具有选择性，焚烧不仅使垃圾中的可利用资源被销毁，产生的大量烟气，造成热能损失。
城市垃圾厌氧消化处理工程工艺流程
收稿日期:2003-01-13修回日期:2003-05-30 作者简介:作者简介:孟宝峰(1971-)男,北京人,工程师,主要从事城市垃圾处理项目工程咨询及工程设计工作。
城市垃圾厌氧消化处理工程工艺流程孟宝峰(北京城市建设研究院环卫工程设计研究所,北京 100029)摘 要:本文介绍了国内外垃圾处理技术现状及发展趋势,并针对国内生活垃圾混合收集、混合处理的现状,着重强调了厌氧消化处理技术在我国城市垃圾处理工程中的可行性,并提出了一套与我国现阶段生活垃圾混合收集特点相适应的垃圾厌氧消化处理工艺流程,为该项技术在我国垃圾处理工程中的应用发展提供借鉴和参考。
关键词:城市垃圾;厌氧消化;可行性设计中图分类号:X 705;S21614 文献标识码:A 文章编号:1000-1166(2003)04-0022-031概述 我国城市生活垃圾年产量达1亿多吨,且每年以8%～10%速率增长。
随着城市规模的不断扩大,垃圾产量将持续增长,其中动植物类有机垃圾占45%以上,成分表现为有机物含量高,含水量大,混合收集的垃圾热值低等特点。
目前,我国各地主要采用的垃圾处理方式为卫生填埋,也有一些城市采用了焚烧、堆肥与卫生填埋相结合的方式对垃圾进行综合处理。
但是这些方法处理有机垃圾时存在严重问题。
因为有机垃圾若进行填埋,在降解过程中会产生高浓度的渗沥液和易燃易爆的气体,若不妥善处理,不但会严重污染水体和空气,甚至可能产生爆炸事故。
大量有机垃圾进入填埋场,也会使填埋场对环境存在潜在污染的时间延长;随着填埋场地选址难度的增加,过分依靠卫生填埋来处理有机垃圾显然是不合理的。
欧盟各国已强调垃圾填埋只能作为最终处理的手段,到2005年之后,有机物含量大于5%的垃圾不能进入填埋场。
焚烧处理则因为有机垃圾含水量较高,热值较低等使焚烧处理成本高。
处理有机垃圾最好的方式是生化处理。
好氧堆肥是生化处理的一种形式,但完全依靠堆肥也存在不少问题,主要表现为:一方面,在有机物浓度较高的情况下,由于湿度加大,好氧堆肥难度增大,容易形成厌氧状态;另一方面,由于堆肥产品体积较大,运输成本较高,影响了堆肥处理的经济性。
城市有机垃圾厌氧消化产气技术方案
城市有机垃圾厌氧消化产气技术方案城市有机垃圾厌氧消化产气技术是一种环保且高效的能源回收方式，它通过微生物的厌氧消化过程将有机垃圾转化为可再生能源——生物气。
这种技术不仅能有效减少城市垃圾的体积，降低环境污染，还能为城市提供清洁能源，实现资源的循环利用。
一、城市有机垃圾厌氧消化产气技术概述城市有机垃圾主要包括厨余垃圾、园林废弃物、食品加工废料等，这些垃圾含水量高、易腐烂，若不妥善处理，极易造成环境污染和资源浪费。
厌氧消化技术作为一种成熟的有机废弃物处理技术，通过在无氧条件下利用微生物分解有机物质，产生甲烷和二氧化碳等气体，这些气体可以被收集并用于发电或供热，实现能源的回收利用。
1.1 厌氧消化技术的核心特性厌氧消化技术的核心特性主要体现在以下几个方面：- 高效能源回收：厌氧消化过程中产生的生物气主要成分是甲烷，其热值高，是一种优质的能源。
- 环境友好：厌氧消化过程中产生的生物气如果得到妥善利用，可以减少温室气体的排放，降低对环境的影响。
- 资源循环：厌氧消化后的残渣是一种优质的有机肥料，可以用于土壤改良和植物种植，实现资源的循环利用。
1.2 厌氧消化技术的应用场景厌氧消化技术的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 城市垃圾处理厂：将城市产生的有机垃圾进行集中处理，通过厌氧消化产生生物气，用于发电或供热。
- 食品加工厂：食品加工过程中产生的大量有机废料可以通过厌氧消化技术转化为能源，减少废弃物的处理成本。
- 农业废弃物处理：农作物秸秆、畜禽粪便等农业废弃物可以通过厌氧消化技术转化为生物气，为农村地区提供清洁能源。
二、城市有机垃圾厌氧消化产气技术的实施城市有机垃圾厌氧消化产气技术的实施是一个系统工程，涉及到垃圾的收集、预处理、厌氧消化、气体收集与利用等多个环节。
2.1 垃圾的收集与预处理城市有机垃圾的收集是厌氧消化技术的第一步，需要建立有效的垃圾收集系统，确保垃圾的及时收集和运输。
预处理环节包括垃圾的分选、破碎、脱水等，以提高厌氧消化的效率和效果。
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城市生活垃圾的厌氧消化处理1 前言随着经济的发展和惹您生活水平的提高，垃圾量也以惊人的速度日益增长。
北京市最近将北京生活垃圾分为可回收物、厨余垃圾、纸类、瓶罐、电池、其余垃圾六大类。
据中国环境报告测算，城市生活垃圾污染占城市总污染的一半[1]。
近十几年来,城市生活垃圾的年增长率在8%~10%，北京等大城市垃圾年增长率达15%~17%[2]。
目前中国有1/3的城市被垃圾所包围，垃圾累积堆存量达60多亿吨，侵占土地75万亩，严重污染了地下水[3]。
如何处理城市生活垃圾，已经成为城市建设中所面临的一个重要的问题。
世界各国为处理城市生活垃圾主要采用的手段有：填埋、焚烧、好氧堆肥和厌氧消化。
填埋法因其投资少、易操作等特点，被广泛应用，可是这个方法占地大、浪费资源，存在渗滤液污染地下水以及沼气引发爆炸的危险，尽管如此，这个方法还是现今使用最广泛的方法。
焚烧法处理垃圾体积可减少90%，周期短、占地少、还能有效消除病原菌，但由于目前中国城市垃圾中含水量大，这就需要添加其它辅助燃料，而且燃烧法一次性投资大，运行费用高且产生大量有害气体造成二次污染[4]，所以这个方法是并不广泛。
而好氧堆肥法处理城市生活垃圾体积可减少50%~70%，可产生大量肥料，但其存在能耗大，占地大，肥效低卫生条件差等缺点。
而且好氧堆肥的适宜固体含量在55%~60%之间[3]，像含水率大的如厨余垃圾就不适合好氧堆肥。
目前，我国城市生活垃圾用于填埋、堆肥、焚烧的比例分别是79.2%、18.8%、2%[2]。
相比较这三种方法，厌氧消化技术的优势就显而易见了，它既可以很好地处理垃圾污染，又能有效地产生可利用的能源。
垃圾只是放错了位置的资源，它蕴含了大量的生物质能，在资源能源紧缺、垃圾量很大的我国这个方法非常实用，同时具有良好的发展前景。
2 厌氧消化的原理有机废物的厌氧消化过程就是有机物质在特定的厌氧条件下,微生物将有机质进行分解,其中一部分碳素物质转化为甲烷和二氧化碳。
在这个转化作用中,被分解的有机碳化物中的能量大部分储存在甲烷中,仅一小部分有机碳化物氧化成二氧化碳,释放的能量作为微生物生命活动的需要[5]。
厌氧消化主要分为三个部分：第一阶段为水解发酵阶段，有机物在微生物的作用下水解，多糖先水解为单糖，再进一步发酵成乙醇和脂肪酸，蛋白质先水解为氨基酸，再经脱氨作用产生脂肪酸和氨，脂类转化为脂肪酸和甘油，再转化为醇类，对于未经预处理的城市生活垃圾，水解发酵为限速步[6]；第二阶段为产氢产、乙酸阶段，把除甲酸、乙酸、甲胺、甲醇外第一阶段中间产物转化为乙酸、氢气和二氧化碳；第三部分为产甲烷阶段。
厌氧消化过程约有70%甲烷来自乙酸分解，少量来源于氢和二氧化碳的合成。
3 城市生活垃圾厌氧消化的发展现状废水的厌氧处理已经广泛应用，然而城市生活垃圾的厌氧处理的应用范围却很小。
这主要是应为与液体相比，有机固体废物的厌氧消化技术还存在一些问题：1)适量的含水率对固体废物的厌氧处理非常重要。
理论上高固体消化处理要优于低固体消化处理，然而城市生活垃圾中如厨余垃圾等含水量过高，控制水分会增加成本。
但是固体含量过高也不好，厌氧发酵的过程中还是需要适量水份的。
如何低成本有效控制含水率是一大问题；2)厌氧发酵需要适当的搅拌，而固体搅拌比液体搅拌困难得多；3)固体废物单位体积所含有机质量远大于液体废物，产酸阶段易造成有机酸的积累，一直产甲烷菌的活性；4)未经处理的固体废物水解时间较长，现有预处理技术成本较高，与其他工艺相比无明显优势[6]；5)中国的城市垃圾未进行分类回收，也给厌氧消化技术的推广应用带来困难[6]。
现阶段城市生活垃圾的厌氧消化处理技术还存在许多不足，应用并不广泛。
但这一技术有着独特的优点，必将引领固废处理的未来发展之路。
4 厌氧处理技术方案比较4.1美国实验工厂工艺这是美国1979年建立的第一座年处理5000t垃圾厂采用的工艺。
所收集垃圾经破碎分选后,去除无机成分和塑料等;调节固体含量25%左右,在55℃下高温消化,机械搅拌,在反应器中停留一个月;所产生沼气处理利用,渗滤液处理后排放,残余固体物质加工成肥料或土壤调节剂[3]。
垃圾平均产气量为130m3/t,甲烷含量大于50%,固体去除率约52%。
该垃圾处理厂虽然由于经济的原因只运行了四年就停止运转了,但是该工艺为有机废弃物的厌氧处理提供了实践基础。
4.2法国Valorga工艺针对城市生活垃圾厌氧消化中存在的搅拌难、固体含量高抑制反应活性等特点,20世纪80年代后期,Valorga工艺首先由法国提出。
垃圾经破碎分选后,有机组分与反应器回流液混合,调成浆状。
在中温(35一40℃)或高温(55一60℃)下连续消化17一25d;出料压缩后,进一步加工成肥料出售;渗滤液部分回流,调节进料浓度,并起一定的接种作用,多余的渗滤液处理后排放;所产生沼气一部分压缩后回流,起搅拌作用,另一部分输出利用[13]。
垃圾产气量为149.6m3/t,其中甲烷含量54%;COD去除率为58%。
该工艺最主要的特征是:用压缩沼气来进行搅拌,从而避免了机械搅拌带来的泄漏、机械磨损、消耗动力高等缺点。
4.3丹麦Carl Bro工艺CarlBro工艺由丹麦CarlBro公司开发研制,已有了工业运用。
垃圾破碎分选,有机组分进入一级反应器;中温（35一37℃)停留2一3d,进行酸化,pH6.5左右;酸化后,固液分离,固体部分进一步加工成肥料;液体部分进入二级反应器;中温下停留1一2d产沼气,气液分离。
垃圾产气量150一175m3/t;固体去除率60%。
该工艺主要特点是:(l)两阶段消化,把酸化阶段和产沼阶段分离开来,可以节约用地,并便于管理;(2)处理时间短,仅3一sd,因此可充分利用有限的设备,降低了投资和成本;(3)渗滤液加工成液肥出售,不但减少了废水处理量,还有一定收入[13]。
4.4加利福尼亚大学工艺由于厌氧消化后产物中含有一定量的可生物降解的物质以及一些细菌等微生物不能保证全部杀死,所以20世纪90年代初加利福尼亚大学开发了先厌氧发醉再好氧堆肥处理的技术。
垃圾破碎分选后,有机成分进入厌氧反应器,高温(55一60℃)停留25一30d,厌氧消化产生沼气;再进入好氧反应器,在55℃下腐熟,彻底杀死各种病菌等微生物;最终产物性质稳定,化学组成合理,有很高的肥效和热值,可用做肥料或电厂燃料。
垃圾产气量为800m3/t;经两级处理后,固体去除率为55%一65%(Kayhanian1992)。
该工艺的特点是:(l)产气量高,是前几种方法的5倍左右;(2)最终产品生物化学性质稳定,是很好的有机肥料或燃料;(3)产物对体和环境无害,完全符合环境标准。
该工艺目前尚处于中试阶段。
5 厌氧消化处理的影响因素5.1高固体厌氧消化与低固体厌氧消化目前，厌氧消化处理主要应用于污水处理方面。
这主要是应为目前厌氧消化的技术还有一定局限性，不能很好地处理固体废物，只能大规模用于处理一些液体或固体含量低的泥状废物，在处理固体含量高的废物时,需加大量的水稀释，这大大增加了处理量和处理成本。
高固体厌氧消化也称为干发酵。
在传统的厌氧消化工艺中固体含量通常低于8%,而高固体消化中固体含量可达到20%一35%。
这一技术目前主要用于垃圾处理。
相对于低固体厌氧消化,高固体厌氧消化不仅可以节约水的用量还能提高单位容积的处理量，大大节约了成本。
但是其研究进展一直很慢。
其主要原因是随着固体含量的增高,许多影响微生物活性的条件变得更为严格如[13]:(1)氨、重金属、硫酸盐、挥发性有机酸等抑制物的含量可能会提高，对细菌活性产生不利影响;(2)很高的固体含量给搅拌装置的选择带来了困难，动力配给要求很高;(3)反应的启动条件苛刻;(4)运行中存在着很高的不稳定性。
5.2单相消化与两项消化根据反应的级数, 厌氧消化工艺可以分为单相厌氧消化工艺和两相厌氧消化工艺：单相厌氧消化是指水解酸化阶段与产甲烷阶段都在一个反应器中进行。
两相厌氧消化工艺将厌氧消化过程在两个单独的反应器中进行, 为产酸菌和产甲烷菌提供了各自的生存环境, 能够降低在有机负荷过高的情况下挥发有机酸的积累对于后续甲烷产气的抑制, 降低反应器中不稳定因素的影响, 提高反应器的负荷和产气的效率。
在产甲烷阶段前设里产酸阶段,可以控制产酸速率,避免产甲烷阶段超负荷,另一方面还可以避免复杂、多变、有毒的物质对整个系统造成冲击,提高了系统运行的稳定性。
但事实上, 由于单相消化研究比较早、运行管理比较简单,有些实验结果表明两种工艺的运行并没有明显区别[3]。
在实际的市场运作中, 两相消化并没有表现出优越性,原因是两相消化系统需要更多的投资, 以及运转维护也更为复杂[11]。
单相消化还是主流的处理技术。
5.3中温消化和高温消化温度是影响微生物生命活动过程的重要因素之一。
在中温厌氧系统中,优势种群为嗜温厌氧微生物,高温厌氧系统中起决定作用的是嗜热厌氧微生物。
在特定种群温度范围内,温度通过影响微生物的酶活性,从而影响生物化学反应速率(其规律符合Arrhenius定律),因而与有机质的分解速率有关。
对有机废物厌氧发酵过程而言,由于其有机质含量高,为了提高反应进程,缩短反应周期,常采用中温或高温发酵来进行速度补偿[10]。
发酵的速率、产气的效率与温度有很大的关系。
厌氧发酵最适范围是中温发酵(37一38℃),和高温发醉(53一54℃)[7]。
在一定范围内，温度越高，发酵效率增大、产气率增大，杀灭病原有机体效果增大，但同时高温也使产气质量下降、反应也趋于不稳定、容易产生丙酸盐积累。
且高温消化比中温条件更高的NH3浓度,毒性抑制就更为显著，同时高温需要外界供给更多的能量。
中温厌氧消化(37℃)的运行费用较低，因此在实际中应用较多，大约60%的厌氧消化工程均采用中温消化工艺[10]。
所以中温消化在目前的应用较高温消化还是占优势的，但高温厌氧消化在近年来在欧洲呈增长趋势。
吴昌满[9]等人合理的控制了厌氧消化的实验条件，他们的研究表明，其他条件相同，随着温度升高，生活垃圾发酵的产气量、产期速率也随之上升，相应的消化的时间也缩短了。
城市生活垃圾厌氧处理的较佳温度为55℃，不但消化长度比较彻底，产气率高，启动时间快，而且有利于病毒的灭火作用，满足城市生活垃圾处理后资源化应用的卫生要求。
由此可见，高温厌氧消化的优势是明显的，这也是未来的发展趋势，而如何控制好反应条件以降低其不良的副作用则是未来主要的研究方向。
5.4普通消化与联合消化联合消化对提高固体垃圾厌氧消化的沼气产量很有意义。
联合消化可以在消化物料间建立起一种良性互补，在许多情况下都可以有效提高产沼气量。
同时，仪器设备的共享也能提高经济效益。
在城市垃圾联合处理方面，研究得最多的是城市有机垃圾和污水污泥的联合厌氧消化。