第一篇:EM菌有效微生物技術(shù)處理城市有機垃圾的研究
EM菌有效微生物技術(shù)處理城市有機垃圾的研究
EM菌技術(shù)是一種有效微生物技術(shù),是日本比嘉照夫教授研制的一種新型復(fù)合微生物菌劑,其中有多種多樣的微生物群落,形成一種人工的有效微生物生態(tài)系統(tǒng),在這個系統(tǒng)中各種微生物在其生長過程中形成相互間的共生增殖關(guān)系,相互作用,相互促進,起到協(xié)同的作用,抑制有害微生物的生長繁殖,它們的代謝產(chǎn)物能促進動、植物和其他生物的生長、抑制病害發(fā)生。是一項在種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和環(huán)境保護等方面有廣泛應(yīng)用價值的有效微生物技術(shù),已經(jīng)在日本、泰國、馬來西亞、巴西、美國等20多個國家和地區(qū)推廣應(yīng)用,并取得良好的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益。
采用EM菌劑處理城市有機垃圾的過程也是一種有機垃圾堆肥化的過程,它與傳統(tǒng)的堆肥不同,EM菌技術(shù)在垃圾資源化的同時,不產(chǎn)生惡臭,不孳生蚊蠅,是一種文明衛(wèi)生的處理方法。
對有機物的分解可以分為氧化分解和發(fā)酵分解兩個體系。傳統(tǒng)的高溫堆肥處理技術(shù),把垃圾中的可堆肥物混滲人畜類便進行高溫堆肥,是屬氧化分解體系,是利用自然的微生物將有機物進行氧化分解,依靠天然條件進行的,分解速度慢,并且產(chǎn)生惡臭,蚊蠅孳生,影響城鄉(xiāng)市容和環(huán)境衛(wèi)生。由于氧化分解把有機物所具有的能量的大部分都變成熱、水和二氧化碳等形式放出,所能利用是氮、磷、鉀等肥份,有機垃圾的有機營養(yǎng)物質(zhì)以熱、水和二氧化碳形式浪費掉了,所以營養(yǎng)物質(zhì)的再利用就變得近乎零。
EM菌處理有機垃圾是發(fā)酵分解過程,在有機物分解過程中所產(chǎn)生的氨、硫化氫、甲烷氣體等物質(zhì)對人類來說是有害的,是污染源,卻成了EM菌有效微生物群的營養(yǎng)物質(zhì),而它們通過新陳代謝作用生成對于人類或動植物有用的有機營養(yǎng),放出氧氣,所以惡臭就消除了,還放出芳香味。
在EM菌中有些微生物,如光合細菌等生成的抗氧化物質(zhì)的情況下,有機物不再繼續(xù)氣化,而得到是可溶性的氨基酸、有機酸、多糖類和維生素,以分子的形式被植物吸收。由于生成了許多能復(fù)蘇動植物的營養(yǎng)物質(zhì),促進植物的生長。EM菌處理有機垃圾后而得到的具有生物活性物質(zhì)的有機肥料,我們就把它稱為EM菌肥。
使用了EM菌肥的土壤而成了復(fù)蘇型土壤,抗氧化肥力提高,把EM菌菌群帶入了土壤,不但提高了土壤肥力,而且還抑制土壤中有害微生物(病菌)生長繁殖,改善農(nóng)田土壤中的生態(tài)系統(tǒng),提高作物的抗病能力,減少病蟲害發(fā)生。在這樣的土壤中栽培的作物能富含微生物產(chǎn)生的抗氧化物質(zhì),提高了它們的食用價值,食用這種食品后能提高人體的免疫力,增進健康,成了真正不用化肥農(nóng)藥的綠色食品。
EM菌處理有機垃圾分兩階段進行,第一階段有機垃圾接種EM菌后,在密閉的厭氣條件下進行發(fā)酵分解,原形和色澤幾乎不變,僅長滿了各種微生物,不產(chǎn)生惡臭,反而釋放出芳香味。第二階段將熟化的垃圾埋入土中,夏天約半個月左右,冬天約一個月左右垃圾的原形就不見了,與土壤就融合在一起了。
采用EM菌有效微生物處理有機垃圾與傳統(tǒng)的堆肥比較具有以下優(yōu)點:
1、可使有機垃圾充分資源化,生產(chǎn)具有生物活性的有機肥料,EM菌肥擁有一個穩(wěn)定的微生態(tài)系統(tǒng),能產(chǎn)生酶、氨基酸等生物活性物質(zhì),提高作物的抗病能力。
2、在垃圾發(fā)酵過程中不產(chǎn)生NH3、H2S、CH4等有害氣體,EM菌微生物群能將它們變?yōu)橛袡C營養(yǎng)物質(zhì),抗氧化物質(zhì),放也氧氣,不產(chǎn)生二次污染,對環(huán)境有益無害。因而是一種不產(chǎn)生惡臭,不孳生蚊蠅,不污染環(huán)境,文明衛(wèi)生的垃圾處理方法。
3、施用EM菌肥的農(nóng)田,生態(tài)環(huán)境得到改善,具有明顯的抗病增產(chǎn)效果,可成為不使用化肥農(nóng)藥的自然農(nóng)業(yè)(或稱生態(tài)農(nóng)業(yè))。生產(chǎn)出名符其實的綠色食品。
四、EM菌的研究內(nèi)容
1、有機垃圾發(fā)酵分解(熟化)過程研究
(1)EM菌接種量和接種方式的研究
(2)觀察發(fā)酵分解過程
(3)選擇適宜的發(fā)酵時間和條件
2、熟化垃圾埋入土中的分解過程研究
(1)選擇埋入土中的方式和適宜的環(huán)境條件
(2)觀察土中分解時間和狀況
3、EM菌肥的主要營養(yǎng)成分分析
4、提供田間試驗的EM菌肥
EM菌的預(yù)期成果
1、提出EM菌處理有機垃圾,生產(chǎn)活性有機肥料中試的方案、工
藝條件和參數(shù)。
2、提出施用活性有機肥料的方法和用量
3、提供一定數(shù)量供農(nóng)田試驗用的EM菌肥料
第二篇:城市有機垃圾源頭處理技術(shù)方案分析
城市有機垃圾源頭處理技術(shù)方案分析
文:邱惠清來源:上海環(huán)境科學(xué)
摘 要:文章分析了城市有機垃圾處理現(xiàn)有技術(shù)的利弊,介紹了作者開發(fā)的用于居民小區(qū)的有機垃圾處理機,可將有機垃圾消滅在源頭。
關(guān)鍵詞:有機垃圾處理機源頭處理 最佳方案引言
城市垃圾處理問題已經(jīng)成為當今世界環(huán)保領(lǐng)域中的一項重大研究課題。隨著世界各地城市的迅猛發(fā)展,城市垃圾的數(shù)量在全球范圍內(nèi)迅速增長,垃圾中的有害成分對大氣、水體、土壤等造成嚴重危害,影響城市生態(tài)環(huán)境,危害人民群眾身體健康,已成為世界公害。我國大部分城市也已處于垃圾包圍之中,垃圾處理成了世界關(guān)注的難題。
隨著城市燃氣化程度加快,城市垃圾中的煤渣、煤灰已不多見,有機垃圾的比重越來越高。本文探討城市有機垃圾處理的最佳方案。當前有機垃圾處理方案的分析
當前有機垃圾處理大多是建設(shè)大型的垃圾處理廠、場,處理方法大致有3種:
2.1 填埋法
填埋法使用最廣,我國不少城市已建起了大型垃圾填埋處理場。填埋法看似成本最低、最易實施,其實不然。填埋場選址,要有理想的自然地理、地質(zhì)條件,一般應(yīng)遠離城市,遠離居住人群。在沿海地區(qū)理想選址已是一大難題,就算有理想選址,收集、運輸成本也很高,更何況填埋必須做到衛(wèi)生填埋,要解決滲漏、壓實、覆蓋、雨水導(dǎo)流、污水處理、環(huán)境綠化、沼氣引流等一系列問題。所以,建一個大型衛(wèi)生填埋場,投資巨大。
2.2 焚燒法
焚燒法一般用于處理有相當熱值的可燃性垃圾,如木材、紙張等。有機垃圾是1種低熱值的可燃物,它可以和木材、紙張等一起用焚燒法來加以處理。近年來焚燒法很盛行,不少城市投入巨資,引進設(shè)備,建起了大規(guī)模的垃圾焚燒廠。如垃圾熱值較高,甚至還可有余熱利用、發(fā)電等。但焚燒法會導(dǎo)致大氣污染,尤其是有機垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣中含有致癌的二惡英。
2.3 酵化法
酵化法一般分為好氧發(fā)酵、厭氧發(fā)酵2類,以好氧發(fā)酵為主。垃圾經(jīng)過1~2次發(fā)
酵,溫度達到70℃~80℃,保持數(shù)天,垃圾中的寄生蟲卵、致癌細菌等有害物質(zhì)均被殺死,可謂無害化處理,其余渣還是高效有機肥料。這種處理方式比較理想,近年又發(fā)展為在酵化基礎(chǔ)上引種蚯蚓,把垃圾變?yōu)楦咝Х柿稀炯S。酵化法處理有機垃圾的最大問題是建大型處理廠投資巨大,處理量卻有限,周期較長,尤其是大型有機垃圾破碎、篩分、輸送等設(shè)備的故障多、壽命短、維修量大。
3.3 菌種消化法——把垃圾消滅在源頭
這里推薦的有機垃圾最佳處理方案是:采用菌種消化法,開發(fā)小型有機垃圾生物減量化處理機,把垃圾消滅在源頭。
3.1 具體處理方案
我們于1998年開發(fā)了一種攪拌、開停、正反轉(zhuǎn)、加溫、保溫、通風、除臭、連鎖、報警全部采用計算機控制,垃圾、菌種投入后即可自動運行的“吃垃圾機器”(見圖1)。該機采用全不銹鋼結(jié)構(gòu),外觀漂亮,如同廚具;內(nèi)膽防腐,使用壽命長。本產(chǎn)品將投入的垃圾與菌種、菌床充分拌和,通過酶的作用,將有機廢棄物中的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等分解成低分子物質(zhì),然后由微生物食取這些低分子物質(zhì),把它們轉(zhuǎn)化為二氧化碳、氨、水蒸氣等。這些氣體通過高溫觸媒脫臭裝置,把臭味分解成無色、無味、無污染的氣體蒸發(fā),從機器上部排掉。這種垃圾減量化處理設(shè)備減量化率可以達到95%,而剩下5%的殘余物是一種優(yōu)良無土基質(zhì),可用于居民和家庭小區(qū)的綠化。以1個2幢高層、6幢多層的千人居民小區(qū)為例,只需要1臺該處理機(110L3),有機垃圾可以不出小區(qū)。
該機已用于上海10多個居民小區(qū),深受房地產(chǎn)開發(fā)商和居民的歡迎。針對3年使用中高溫裂解除臭工藝電耗較大的缺點,我們又設(shè)計了吸收法水除臭的改進機型(見圖
2)。如果將水除臭的填料塔用水與雨水收集系統(tǒng)、居民小區(qū)綠化灌溉系統(tǒng)結(jié)合在一起,該有機垃圾處理機將比原系統(tǒng)節(jié)能50%。
3.2 處理方案特點
3.2.1 投資省
1個大型垃圾處理廠、場,投資數(shù)億。1臺110 L3的有機垃圾生物減量化處理機,加上垃圾房改建裝修,也僅20萬元左右。按人口累加,兩者投資總額相當。但后者不需要垃圾中轉(zhuǎn)、運輸,將節(jié)省大量的人力、物力、財力。
3.2.2 避免二次污染
把有機垃圾消滅在源頭,可避免建大型垃圾處理廠、場所必須的配套中轉(zhuǎn)點、運輸線造成的有機垃圾對環(huán)境的二次污染。由于需清洗的運輸車輛有機拉機又濕、臟、臭,清洗水往往直接排入水體,將對水體造成污染。結(jié)語
第三篇:EM原液em菌處理有機垃圾變成有機肥的應(yīng)用及特1
EM菌處理有機垃圾變成有機肥的應(yīng)用及特點
采用EM菌劑處理城市有機垃圾變有機肥的應(yīng)用及其優(yōu)點
EM菌技術(shù)是一種有效微生物技術(shù),是一種新型復(fù)合微生物菌劑,其中有多種多樣的微生物群落,形成一種人工的有效微生物生態(tài)系統(tǒng),在這個系統(tǒng)中各種微生物在其生長過程中形成相互間的共生增殖關(guān)系,相互作用,相互促進,起到協(xié)同的作用,抑制有害微生物的生長繁殖,它們的代謝產(chǎn)物能促進動、植物和其他生物的生長、抑制病害發(fā)生。是一項在種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和環(huán)境保護等方面有廣泛應(yīng)用價值的有效微生物技術(shù),已經(jīng)在日本、泰國、馬來西亞、巴西、美國等20多個國家和地區(qū)推廣應(yīng)用,并取得良好的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益。
采用EM菌劑處理城市有機垃圾的過程也是一種有機垃圾堆肥化的過程,它與傳統(tǒng)的堆肥不同,EM菌技術(shù)在垃圾資源化的同時,不產(chǎn)生惡臭,不孳生蚊蠅,是一種文明衛(wèi)生的處理方法。
對有機物的分解可以分為氧化分解和發(fā)酵分解兩個體系。傳統(tǒng)的高溫堆肥處理技術(shù),把垃圾中的可堆肥物混滲人畜類便進行高溫堆肥,是屬氧化分解體系,是利用自然的微生物將有機物進行氧化分解,依靠天然條件進行的,分解速度慢,并且產(chǎn)生惡臭,蚊蠅孳生,影響城鄉(xiāng)市容和環(huán)境衛(wèi)生。由于氧化分解把有機物所具有的能量的大部分都變成熱、水和二氧化碳等形式放出,所能利用是氮、磷、鉀等肥份,有機垃圾的有機營養(yǎng)物質(zhì)以熱、水和二氧化碳形式浪費掉了,所以營養(yǎng)物質(zhì)的再利用就變得近乎零。
EM菌處理有機垃圾是發(fā)酵分解過程,在有機物分解過程中所產(chǎn)生的氨、硫化氫、甲烷氣體等物質(zhì)對人類來說是有害的,是污染源,卻成了EM菌有效微生物群的營養(yǎng)物質(zhì),而它們通過新陳代謝作用生成對于人類或動植物有用的有機營養(yǎng),放出氧氣,所以惡臭就消除了,還放出芳香味。
在EM菌中有些微生物,如光合細菌等生成的抗氧化物質(zhì)的情況下,有機物不再繼續(xù)氣化,而得到是可溶性的氨基酸、有機酸、多糖類和維生素,以分子的形式被植物吸收。由于生成了許多能復(fù)蘇動植物的營養(yǎng)物質(zhì),促進植物的生長。EM菌處理有機垃圾后而得到的具有生物活性物質(zhì)的有機肥料,我們就把它稱為EM菌肥。
使用了EM菌肥的土壤而成了復(fù)蘇型土壤,抗氧化肥力提高,把EM菌菌群帶入了土壤,不但提高了土壤肥力,而且還抑制土壤中有害微生物(病菌)生長繁殖,改善農(nóng)田土壤中的生態(tài)系統(tǒng),提高作物的抗病能力,減少病蟲害發(fā)生。在這樣的土壤中栽培的作物能富含微生物產(chǎn)生的抗氧化物質(zhì),提高了它們的食用價值,食用這種食品后能提高人體的免疫力,增進健康,成了真正不用化肥農(nóng)藥的綠色食品。
EM菌處理有機垃圾分兩階段進行,第一階段有機垃圾接種EM菌后,在密閉的厭氣條件下進行發(fā)酵分解,原形和色澤幾乎不變,僅長滿了各種微生物,不產(chǎn)生惡臭,反而釋放出芳香味。第二階段將熟化的垃圾埋入土中,夏天約半個月左右,冬天約一個月左右垃圾的原形就不見了,與土壤就融合在一起了。
采用EM菌有效微生物處理有機垃圾與傳統(tǒng)的堆肥比較具有以下優(yōu)點:
1、可使有機垃圾充分資源化,生產(chǎn)具有生物活性的有機肥料,EM菌肥擁有一個穩(wěn)定的微生態(tài)系統(tǒng),能產(chǎn)生酶、氨基酸等生物活性物質(zhì),提高作物的抗病能力。
2、在垃圾發(fā)酵過程中不產(chǎn)生NH3、H2S、CH4等有害氣體,EM菌微生物群能將它們變?yōu)橛袡C營養(yǎng)物質(zhì),抗氧化物質(zhì),放也氧氣,不產(chǎn)生二次污染,對環(huán)境有益無害。因而是一種不產(chǎn)生惡臭,不孳生蚊蠅,不污染環(huán)境,文明衛(wèi)生的垃圾處理方法。
3、施用EM菌肥的農(nóng)田,生態(tài)環(huán)境得到改善,具有明顯的抗病增產(chǎn)效果,可成為不使用化肥農(nóng)藥的自然農(nóng)業(yè)(或稱
生態(tài)農(nóng)業(yè))。生產(chǎn)出名符其實的綠色食品。
EM菌的預(yù)期成果
1、提出EM菌處理有機垃圾,生產(chǎn)活性有機肥料中試的方案、工藝條件和參數(shù)。
2、提出施用活性有機肥料的方法和用量
3、提供一定數(shù)量供農(nóng)田試驗用的EM菌肥料
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第四篇:城市建筑垃圾如何有效處理
城市建筑垃圾如何有效處理
隨著城市化進程的不斷加快,建筑垃圾不斷增加,如何讓這些建筑垃圾得到綜合利用呢?這是廣大市民關(guān)注的問題,尤其對那些看到建筑垃圾處理市場具有廣闊市場前景的商人們更是急切想了解建筑垃圾處理方案。
建筑垃圾的處理我們要從兩個方面考慮,一是需要減小其排放,二是減少運輸成本。鄭州鼎盛工程技術(shù)有限公司經(jīng)過多年實踐經(jīng)驗研究出來一套比較先進的建筑垃圾的利用方法,是現(xiàn)有較為先進的建筑垃圾處理辦法。
首先,對拆樓出來的建筑垃圾處理先進性破碎分離,分離出來建筑垃圾中的金屬部分,鋼筋等容易回收的高價值物料,直接由相關(guān)的企業(yè)進行處理或者直接交換成建筑用的螺紋鋼或者其他鋼材。
其次,建筑垃圾分離后剩下的碎渣,經(jīng)過建筑垃圾處理設(shè)備破碎篩分處理,把磚石、水泥混凝土塊破碎成骨料,經(jīng)過篩分,除去雜質(zhì),形成一定粒徑要求的建材原料,還可以分揀出可回收的鋼筋和木材。然后按級配設(shè)計要求在原料里添加水泥和粉煤灰等輔料,加入一部分水后進行攪拌,形成不同的建筑產(chǎn)品和道路建設(shè)產(chǎn)品,這些產(chǎn)品完全可以替代普通砂石料用于道路基層。如果能現(xiàn)場現(xiàn)場處理這些建筑垃圾,不僅減少了建筑垃圾處理、運輸填充等費用,還減少了建筑垃圾對環(huán)境的污染和損壞,同時更減少了購買砌塊的大筆費用。據(jù)了解,鄭州鼎盛研發(fā)的移動式破碎站采用一體化整套機組,機動性靈活,隨時到達客戶現(xiàn)場,直接對物料進行加工,從而降低物料運輸用度。同時,該設(shè)備配置靈活,可以根據(jù)用戶要求設(shè)計改型或特殊性移動破碎站,每組設(shè)備由專業(yè)配套的振動給料機、振動篩、顎式破碎機、反擊式破碎機、圓錐破碎機等機組組成,每種組合都能具有不同的機能,因此移動式破碎站能夠根據(jù)客戶的特殊要求,為客戶“量身訂作”。
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第五篇:城市垃圾的生物處理技術(shù)
城市垃圾的生物處理技術(shù)
班級:姓名:指導(dǎo)老師:
摘要:生物技術(shù)是實現(xiàn)城市垃圾無害化和資源化的一種有效手段。重點闡述了城市垃圾生物處理的基本原理及3種主要的生物處理方法,簡要介紹了城市垃圾生物處理方法中的一些新技術(shù)及發(fā)展趨勢,為尋找適合我國國情的垃圾處理技術(shù)提供一些參考。關(guān)鍵詞:城市垃圾;生物處理原理;生物處理技術(shù)。
正文:
城市垃圾處理是環(huán)境污染控制的重要課題之一。城市垃圾也稱城市固體廢物,是指在城市居民日常生活中或為城市日常生活提供服務(wù)的活動中產(chǎn)生的固體廢物。目前,我國每年城市垃圾產(chǎn)量已超過1.3億噸,并有資料報道,我國城市垃圾的產(chǎn)量還將以平均每年8%~10%的速度繼續(xù)增長,北京等少數(shù)幾個大城市增長速度還將達到15%~20%[1]。令人擔憂的是,大量的城市垃圾目前的處理方式也只是在城市周圍堆放或簡易填埋,達到無害化處理基本要求的不足20%[2],無論從環(huán)境還是社會角度考慮,這都是急需盡快給予重視與解決的社會問題。隨著居民生活水平的提高,垃圾中的有機物含量迅速增加。采用生物技術(shù)將其進行生物降解或生物轉(zhuǎn)化,不僅可以有效處理城市垃圾,而且可以實現(xiàn)資源的再利用。因此,與物理法、化學(xué)法相比,生物處理技術(shù)具有更廣闊的發(fā)展前景。
1.城市垃圾生物處理的原理
各種動植物、微生物,對自然界存在的各種有機物都有降解作用,其中微生物的降解作用最大。凡自然界存在的有機物,幾乎都能被微生物降解。生物處理就是依靠自然界廣泛分布的微生物,通過生物轉(zhuǎn)化,將城市垃圾中易于生物降解的有機組分轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)肥料、沼氣或其他轉(zhuǎn)化產(chǎn)品(如飼料蛋白、乙醇或糖類),從而達到城市垃圾無害化和資源化的一種處理方法。根據(jù)處理過程中起作用的微生物對氧氣需求的不同,生物處理可分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類。
1.1好氧生物處理基本原理
好氧生物處理是一種在有氧的條件下,利用好氧微生物使有機物降解并穩(wěn)定化的生物處理方法。城市垃圾中往往含有大量的生物組分的大分子及其中間代謝產(chǎn)物如纖維素、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、脂肪酸等,這些有機物一般都較容易為微生物降解。在好氧生物降解過程中,有機廢物中的可溶性小分子可透過微生物的細胞壁和細胞膜而為微生物直接吸收利用,而不溶的膠體及復(fù)雜大分子有機物,則先被吸附在微生物體外,依靠微生物分泌的胞外酶分解為可溶性小分子物質(zhì),再輸送入細胞內(nèi)為微生物所利用。微生物通過自身的生命活動——新陳代謝過程,把一部分有機物氧化分解成簡單的無機化合物,如c02、HzO、NH3、P043_、S042~等,從中獲得生命活動所需要的能量;同時又把另一部分有機物轉(zhuǎn)化合成新的細胞物質(zhì),使微生物增殖。
1.2厭氧生物處理基本原理
厭氧生物降解是在無氧條件下,利用厭氧微生物的代謝活動,將有機物轉(zhuǎn)化為各種有機
酸、醇、CH4、H2S、c02、NH3、H2等和少量細胞物質(zhì)的過程。它是一個多類群細菌的協(xié)同代謝過程。在此過程中,不同微生物的代謝過程相互影響,相互制約,形成復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。
2.城市垃圾生物處理的方法
目前,對于可生物降解的城市垃圾的處理,世界各國主要采用堆肥、衛(wèi)生填埋、厭氧發(fā)酵等處理方法。
2.1堆肥法
堆肥法是指在人工控制條件下,利用自然界廣泛分布的細菌、放線菌和真菌等微生物,使來源于生物的有機廢物分解,向比較穩(wěn)定的腐殖質(zhì)進行生化轉(zhuǎn)化的微生物過程。垃圾堆肥是目前廣泛應(yīng)用且經(jīng)濟有效的處理和消納城市垃圾的重要途徑之一,通過生物處理技術(shù)將生活垃圾中的有機物質(zhì)轉(zhuǎn)變成優(yōu)質(zhì)的有機肥料,具有良好的環(huán)境效益和社會效率。根據(jù)堆肥過程中微生物對氧氣的需求情況不同,可分為好氧堆肥和厭氧堆肥。通常好氧堆肥堆溫高,一般在55℃~60℃,極限可達80℃,故也稱高溫堆肥。與傳統(tǒng)的厭氧堆肥相比,好氧堆肥具有基質(zhì)分解徹底、發(fā)酵周期短、異味小、占地面積小、可大規(guī)模采用機械處理等優(yōu)點,因而好氧堆肥技術(shù)的應(yīng)用已較為普遍。但隨著“垃圾能源學(xué)”的產(chǎn)生,有機垃圾的厭氧堆肥技術(shù)也得到了廣泛關(guān)注與快速發(fā)展,鑒于好氧技術(shù)與厭氧技術(shù)各自的特點,在未來的垃圾處理技術(shù)應(yīng)用中,好氧堆肥和厭氧堆肥技術(shù)將綜合運用,這也是堆肥技術(shù)發(fā)展大勢所趨。
根據(jù)堆肥過程中物料運動形式分為靜態(tài)堆肥和動態(tài)堆肥;按堆肥堆制方式,可分為露天式堆肥(野積式堆肥)和裝置式堆肥(封閉式堆肥)。堆肥的發(fā)展趨勢是由靜態(tài)堆肥向動態(tài)堆肥,露天式堆肥向裝置式堆肥的方向發(fā)展。就目前我國城市垃圾組成現(xiàn)狀而言,靜態(tài)堆肥較為適用,但隨著人民生活水平的提高,垃圾組成中有機物含量將高達50%--70%,對于未來高有機物含量組成的垃圾則必須采用動態(tài)堆肥b J技術(shù)。此外,在靜態(tài)堆肥基礎(chǔ)上發(fā)展起來的間歇式動態(tài)好氧堆肥處理技術(shù)也具有一定優(yōu)勢,例如發(fā)酵周期短,處理工藝簡單,發(fā)酵倉數(shù)少和投資小。傳統(tǒng)的堆肥法存在發(fā)酵時間長,產(chǎn)生臭味且肥效低等問題。近幾年來,人們借助于微生物選育技術(shù),加強了對降解能力強的高效菌種的研究,將這些菌種應(yīng)用于垃圾堆肥處理中,不但能有效加快堆肥材料的腐熟,縮短發(fā)酵周期,提高堆肥產(chǎn)品質(zhì)量等,而且溫度高,能有效殺滅某些病原體、寄生蟲卵和雜草種子等,且能控制臭氣【3】|。
2.2衛(wèi)生填埋法
衛(wèi)生填埋法是從傳統(tǒng)的堆放和填地處理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,始于20世紀60年代,其原理與厭氧堆肥相同,都是利用好氧微生物、兼性厭氧微生物和專性厭氧微生物對垃圾中的有機物進行分解轉(zhuǎn)化,使之最終達到穩(wěn)定化。衛(wèi)生填埋法雖然速度慢、占地多、減量少,且存在滲濾液污染水體的問題,但由于這種方法簡單易行,造價和處理成本低,至今仍然是土地遼闊的國家或城市以及發(fā)展中國家處理城市垃圾的主要方法。用于衛(wèi)生填埋的垃圾有機物含量不應(yīng)太高,以免帶來嚴重的地下水、空氣和周圍環(huán)境的污染問題。現(xiàn)階段,由于我國城市垃圾中無
機物含量高,填埋后比較穩(wěn)定;產(chǎn)生的臭味比較小,不會使大氣質(zhì)量惡化;滲出液也較少,對地下水影響小,因此,衛(wèi)生填埋技術(shù)在我國城市垃圾處理領(lǐng)域的主導(dǎo)地位,占處理總
量的70%以上,這在今后相當長一段時間將不會改變。國家環(huán)境保護總局2002年10月向社會公布的處理城市垃圾的國家行動方案規(guī)定,今后我國的城市垃圾將進行填埋處理,并把垃圾填埋產(chǎn)生的氣體收集起來發(fā)電。城市垃圾的最新填埋處理技術(shù)是生物反應(yīng)器填埋場,它是通過有目的的控制手段強化微生物過程從而加速垃圾中有機組分轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定的一種衛(wèi)生填埋場運行方式??刂剖侄我话惆ㄒ后w(水、滲透液)注入、備選覆蓋層設(shè)計、營養(yǎng)添加、pH值調(diào)節(jié)、溫度調(diào)節(jié)和供氧等。該技術(shù)具有生物降解速度快,穩(wěn)定化時間短,填埋場產(chǎn)氣量高、收集完全,一般無需復(fù)雜的滲透液處理設(shè)施等特點。與傳統(tǒng)衛(wèi)生填埋場相比,大大減少了場外后處理費用。生物反應(yīng)器填埋場已在美國獲得廣泛重視,已被認為可能是對垃圾處理的革新。
2.3厭氧發(fā)酵法
厭氧發(fā)酵亦稱沼氣發(fā)酵,是指有機物在厭氧微生物(或兼氧微生物)的作用下分解轉(zhuǎn)化為沼氣的過程。由于該技術(shù)工藝簡單,成本低廉,而且嚴格密封的沼氣池還能提高原料的肥效和殺滅寄生蟲卵。在歐洲,有機垃圾厭氧消化處理量已占有機垃圾量的25%。國內(nèi)厭氧消化應(yīng)用最廣泛的是農(nóng)村沼氣發(fā)酵,而在城市垃圾處理方面的應(yīng)用,除少量廢水處理廠的污泥進行厭氧處理外,真正城市垃圾進行厭氧消化處理的很少見報道。厭氧發(fā)酵,在降解和穩(wěn)定有機污染物同時,還產(chǎn)生了一種十分寶貴清潔能源——沼氣。因此,國內(nèi)外許多學(xué)者都在積極研究并開發(fā)一些新型的厭氧發(fā)酵技術(shù)。例如,近年來,逐步形成的以濕式完全混合厭氧消化、厭氧干發(fā)酵、兩步厭氧消化等為主的工藝形式。此外,國內(nèi)學(xué)者在運用先好氧后厭氧發(fā)酵技術(shù)和新型厭氧消化器處理城市有機垃圾方面,也取得了很好的效果。我國是人口大國也是能源需求大國,如果把我國城鎮(zhèn)排放的有機廢物作為沼氣發(fā)酵原料,每年便可獲得90億立方米沼氣,相當于節(jié)約100萬噸標準煤。因此,如何利用現(xiàn)有沼氣技術(shù),開發(fā)適合我國具體情況的厭氧發(fā)酵處理技術(shù),從垃圾中回收沼氣,不僅具有極大的經(jīng)濟意義,而且具有積極的社會意義。
3.城市垃圾生物處理的新技術(shù)展望
3.1生產(chǎn)醇類
城市垃圾中含有纖維素、淀粉和糖等有機質(zhì),微生物厭氧代謝這些有機物時,可產(chǎn)生一些例如乙醇、甲醇等醇類高效燃料。乙醇可用以稀釋汽車用油或其他發(fā)動機用油,使功效提高10%~15%。巴西、美國早已成為利用糖類、谷物淀粉類和纖維素類發(fā)展燃料酒精的典范,美國燃料乙醇的總裝置能力達到約840萬t/a。英國、荷蘭、德國、奧地利、泰國、南非等許多國家的政府均已制定規(guī)劃,積極發(fā)展燃料酒精工業(yè)。目前的方向是,希望利用含纖維素物質(zhì)如鋸末、蔗渣、破舊報紙、有機垃圾等各種廢物制取酒精。我國有人采用微生物酶制劑對有機垃圾酶解后,用酒精酵母對有機垃圾進行厭氧發(fā)酵生產(chǎn)乙醇。結(jié)果表明,在適宜的條件下,每噸垃圾可生產(chǎn)70~90L酒精,這為城市有機垃圾的再生利用,發(fā)展新能源,找到一條新的途徑。
3.2生產(chǎn)氫氣
氫是目前最理想的清潔燃料之一,每千克氫燃燒可放出142ⅣU的熱量,是煤的3~4倍。生物制氫思路于1966年提出,在20世紀90年代受到空前重視,其中微生物發(fā)酵法是
一種有前景的氫氣制備方法。許多微生物類群具有可降解大分子有機物產(chǎn)氫的特點,因而可以利用城市垃圾中的植物莖葉、家庭廚余等可再生能源廢棄物產(chǎn)生大量氫氣。產(chǎn)氫氣的微生物有異養(yǎng)微生物和自養(yǎng)微生物。氫氣產(chǎn)生菌產(chǎn)生的氫氣,目前主要應(yīng)用于燃料電池方面。如產(chǎn)氣莢膜梭菌在含有葡萄糖培養(yǎng)基的10L發(fā)酵罐中,產(chǎn)H2速度最高可達18--23L/h,并進而利用所產(chǎn)生的H2推動3.1--3.5V燃料電池的工作。由于微生物的產(chǎn)氫機制和條件還在研究過程中,所以該類微生物能源的使用尚處試驗階段。需要解決的問題是尋找和篩選活性菌株,解決分離H2和02的方法等。中科院微生物研究所篩選了產(chǎn)氫活性較高的菌株,并對其產(chǎn)氫活性進行了研究【4】。
3.3合成微生物塑料
聚口一羥基烷酸(poly—j3一hydroxyalkanoates,PHAs)是許多原核微生物在不平衡生長條件(如缺乏氮、磷、氧等)下合成的胞內(nèi)能量和碳源儲藏性聚合物。PHAs具有與化學(xué)合成塑料相似的性質(zhì),能拉絲、壓模、注塑等,而且具有化學(xué)合成塑料所沒有的特殊性能,如利用其生物相容性可作為外科手術(shù)縫線、人造血管和骨骼代用品,術(shù)后無需取出。因而在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和環(huán)保等行業(yè)都具有廣闊的應(yīng)用前景。PHAs可以用可降解的有機固體廢棄物合成,而城市垃圾中含有大量可降解的有機固體廢棄物,從目前已獲得的研究成果可以展望,利用城市垃圾合成PHAs是生物合成PH魅的一條新途徑,它的研究將受到人們的廣泛重視,在2l世紀將有可能成為塑料工業(yè)發(fā)展的一個新方向。5 【】
垃圾處理是城市可持續(xù)發(fā)展所必須解決的一個重大問題,處理的目的是使垃圾資源化、減量化、無害化。微生物在垃圾“三化”中起著積極與重要的作用,利用微生物降解垃圾中有機物,不僅投資和運行費用低,處理效率高,而且還可獲得許多有用的副產(chǎn)品,如沼氣、飼料、蛋白、酒精等。近年來,隨著環(huán)境生物技術(shù)的發(fā)展,在生物處理方面出現(xiàn)了不少新技術(shù)、新方法,它們的可行性和有效性也逐漸增強,正成為垃圾處理的發(fā)展方向之一。就目前而言,我國應(yīng)在大力發(fā)展適合我國國情的垃圾衛(wèi)生填埋和垃圾堆肥處理技術(shù)的同時,加大利用有機垃圾生產(chǎn)生物能源(燃料酒精、沼氣、生物制氫等)的研究力度,加強降解有機垃圾的高效微生物菌劑的研究。我們相信,隨著垃圾微生物降解機理研究的進一步深入,會有更為有效的微生物和處理工藝使垃圾真正地成為可利用資源。
參考文獻:
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