第一篇：有機垃圾發(fā)酵處理實驗

廚余垃圾發(fā)酵實驗

一、實驗?zāi)康膹N余垃圾的發(fā)酵處理是其無害化、資源化處理的最重要途徑之一。通過本實驗，使得學(xué)生了解有機垃圾發(fā)酵處理的特點及其影響因素。知道如何準備發(fā)酵原料，如何控制發(fā)酵各參數(shù)條件等。

二、實驗原理

廚余垃圾發(fā)酵屬于厭氧發(fā)酵。厭氧處理在廢棄物處理上大多用于水處理，在生活垃圾的處理上用的較少，尤其是我國。厭氧發(fā)酵也叫厭氧消化、沼氣發(fā)酵、甲烷發(fā)酵，是將復(fù)雜有機物在無氧條件下利用厭氧微生物：發(fā)酵性細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、耗氫耗乙酸菌、食氫產(chǎn)甲烷菌、食乙酸產(chǎn)甲烷菌等降解生成N、P等無機化合物和甲烷、二氧化碳等氣體的過程。

厭氧處理方法無論是在水處理還是有機垃圾處理發(fā)面原理都是一樣的，都存在三階段理論。

第一階段為水解發(fā)酵階段，是指復(fù)雜的有機物在微生物胞外酶的作用下進行水解和發(fā)酵，將大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化成小分子物質(zhì)如：單糖、氨基酸等為后一階段做準備。

第二階段為產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸階段，該階段是在產(chǎn)酸菌如膠醋酸菌、部分梭狀芽孢桿菌等的作用下分解上一階段產(chǎn)生的小分子物質(zhì)，生成乙酸和氫。這一階段產(chǎn)

酸速率很快，致使料液pH值迅速下降，使料液具有腐爛氣味。

第三階段為產(chǎn)甲烷階段，有機酸和溶解性含氮化合物分解成氨、胺、碳酸鹽和二氧化碳、甲烷、氮氣、氫氣等。甲烷菌將乙酸分解產(chǎn)生甲烷和二氧化碳，利用氫將二氧化碳還原為甲烷，在此階段pH值上升。

這三個階段當中有機物的水解和發(fā)酵為總反應(yīng)的限速階段。一般來說，碳水化合物的降解最快，其次是蛋白質(zhì)、脂肪，最慢的是纖維素和木質(zhì)素。

三、實驗材料、儀器及要求

1.實驗原料

本實驗的原料來自于學(xué)校學(xué)生食堂餐廚垃圾, 成分為： 菜葉(蔥葉、芹菜葉、白菜葉等)、海鮮(蝦皮、蟹殼、魚刺等)、泔腳(蛋殼、面條、剩菜等)； 不含塑料、玻璃、石塊等大塊無機固體。接種污泥為污水處理廠的污泥。

2．發(fā)酵反應(yīng)器

KL-LJFJ-1型發(fā)酵處理反應(yīng)器，發(fā)酵反應(yīng)器容積為30L，帶有機械攪拌，加溫恒溫系統(tǒng)?？蓽y量發(fā)酵溫度，并恒定控制發(fā)酵溫度。

3．測定內(nèi)容

(1)初始及發(fā)酵結(jié)束時，測定堆肥材料的含水率(MC)、總固體(TS)、揮發(fā)性固體(VS)、碳氮比(C／N)、甲烷體積；

(2)發(fā)酵過程中，發(fā)酵材料的溫度、pH值。

4．分析和記錄儀器

烘箱、馬弗爐、天平、TOC和TN測定儀、數(shù)據(jù)檢測記錄儀、計算機。

四、實驗分析方法

1.實驗原料的TS、VS測定：

TS即總固體，又稱干物質(zhì)，是指發(fā)酵原料除去水分后所剩余的物質(zhì)；VS即揮發(fā)性固體，是指原料總固體中除去灰分以后所剩余的物質(zhì)。TS、VS測定方法如下：

（一）TS測定方法

固體含量是厭氧消化的一個重要指標，反映了反應(yīng)器處理效率的高低?？偣腆w含量的測試方法采用烘干法，即將原料在105℃下烘干至恒重。此時物質(zhì)的質(zhì)量就是該樣品 的總固體含量。

TS=樣品中TS質(zhì)量W干?100%樣品質(zhì)量Ws

（二）VS測定方法

將在105℃下烘干的原料放在500~550℃溫度下灼燒1h，其減輕的質(zhì)量就是該樣品揮發(fā)性固體量。

VS=樣品中TS質(zhì)量W干-樣品灰分質(zhì)量W灰

樣品TS質(zhì)量W干?100%

2.實驗原料的TOC、TN測定

五、實驗步驟

1.原料準備

對于植物性垃圾首先將其搗碎混勻，取樣測定TS、VS，加入水調(diào)其TS為20%左右，然后采用NaHCO3調(diào)節(jié)其pH值，使其值維持在7.5左右。按照菌料比1:3配裝污泥。

2.投入原料

開啟KL-LJFJ-1型發(fā)酵處理反應(yīng)器，設(shè)置加熱桶溫度（45~60℃）。將實驗步驟1中準備的原料投入發(fā)酵反應(yīng)器中。開啟攪拌。開始發(fā)酵實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)。

2.觀察實驗現(xiàn)象

發(fā)酵過程中，觀察收集氣體的量以及氣體釋放速度。

第二篇：有機生活垃圾生化處理初探（本站推薦）

有機生活垃圾生化處理初探

生活垃圾分類減量是市政府的實事項目，生活垃圾資源利用是科學(xué)發(fā)展觀的實踐；要實現(xiàn)生活垃圾的真正減量，垃圾的無害化處理已經(jīng)迫在眉睫。生活垃圾無害化處置有生化處置、衛(wèi)生填埋和焚燒三種方式。而對在生活垃圾中占有相當大的比例的有機生活垃圾來說，最節(jié)省且資源最環(huán)保的處理方式就是生化處理，它既能實現(xiàn)生活垃圾減量，又能保護環(huán)境，達到資源利用、變廢為寶的目標。通過對有機生活垃圾生化處理技術(shù)的研究，可以為全面推進生活垃圾分類減量和資源利用提供技術(shù)依據(jù)。

一、生活垃圾處理現(xiàn)狀

近年來，全世界生活垃圾年增長速度為8.42%，中國生活垃圾年增長率更高。本文以上海市金山區(qū)為例，每年的垃圾就達到了2%到3%的增幅，日產(chǎn)量為450噸左右，而其中有機垃圾又占比很大。按照市政府要求，要在全市范圍內(nèi)實施生活垃圾分類，促進源頭減量的試點工作。

在日產(chǎn)450噸左右的生活垃圾中，主要組成為無機垃圾（部分可回收利用，大部分填埋）、有機垃圾（可資源利用）、有毒有害垃圾（分類投放無害化處置）、玻璃（分類投放資源利用）。2011年金山區(qū)生活垃圾減量目標以2010年為基數(shù)，人均處理量減少了5%，也就是日產(chǎn)生活垃圾總量控制在了454噸之內(nèi)。到2015年，金山區(qū)計劃人均生活垃圾處理量減少20%，這就要求我們必須利用科技的手段，推行生活垃圾分類減量，以確保生活垃圾總量能夠控制在目標值之內(nèi)。上海自2009年12月27日關(guān)閉金山區(qū)生活垃圾衛(wèi)生填埋場之后，部分區(qū)域的生活垃圾改為通過水運方式運往上海老港生活垃圾衛(wèi)生填埋場填埋，剩余幾個鎮(zhèn)還處于簡易填埋方式階段。目前金山區(qū)正在建設(shè)日處理量800噸的焚燒廠，計劃2012年8月份試運行，屆時全區(qū)的生活垃圾將通過焚燒發(fā)電無害化處置，但生活垃圾焚燒工藝仍然會對環(huán)境造成一定的污染。

二、有機生活垃圾生化處理工藝技術(shù)及其優(yōu)點

有機生活垃圾的概念就是能降解、發(fā)酵、分解的所有生活垃圾中有機質(zhì)物料的廢棄物，它包含剩菜剩飯、瓜皮果殼、菜皮、茶葉渣、魚蝦、過期食品、養(yǎng)殖業(yè)排泄物等。

按照生活垃圾分類促進源頭減量的工作要求，金山區(qū)于2011年6月份開始

對部分居民小區(qū)和菜市場推進生活垃圾干濕垃圾分類投放，對居民產(chǎn)生的濕垃圾，即廚余垃圾和菜市場的有機垃圾進行生化處理、變廢為寶的試點，為配合垃圾分類的推進，設(shè)了一座日處理量5噸的有機垃圾生化處理裝置，其技術(shù)是通過對有機垃圾脫水、粉碎、生物菌發(fā)酵、除臭等工藝，把有機垃圾制成有機肥料，真正實現(xiàn)變廢為寶。

有機垃圾生化處理工藝流程

試驗表明：有機生活垃圾經(jīng)過4－5天封閉式的粉碎、生物菌發(fā)酵和除臭等技術(shù)工藝，生化處理后的產(chǎn)出物總量可減少65%以上，且無臭無味，手感細、松、軟，是進一步制成商業(yè)有機肥料的好材料。

除了對固體有機生活垃圾進行生化處理，對大部分廢液我們采用循環(huán)利用，少部分廢液采用集中收集，對有機肥料未進行粉碎或制成顆粒。

通過試驗，我們發(fā)現(xiàn)有機生活垃圾經(jīng)生化處理，具有減量化、無害化、資源化、環(huán)?；葍?yōu)點，具體為：

無害化：從源頭上控制污染物；

資源化：把有機廢棄物轉(zhuǎn)化成生物有機肥，變廢為寶，廢油制成生物柴油；減量化：有機生活垃圾通過生化處理總量可減少65%以上；有機物轉(zhuǎn)化成生物有機肥。

環(huán)?；河袡C生活垃圾生化處理為封閉式處理方式，無臭味、無滲濾液排放，對周邊環(huán)境無污染。

標準化：從有機垃圾的粉碎開始到生物有機肥制成，不添加任何化學(xué)藥品或添加劑，實行標準化運行管理；

規(guī)格化：源頭上處理設(shè)備5噸/日。二次發(fā)酵車間處理量可不斷調(diào)整，從日處理5噸、100噸、200噸，步增加。

節(jié)約化：節(jié)約大量填埋土地，提高生活垃圾焚燒的燃燒值；

專業(yè)化：從有機生活垃圾的粉碎到制成生物有機物，有專業(yè)化的服務(wù)隊伍按標準要求操作，做到一條龍優(yōu)質(zhì)服務(wù)；

產(chǎn)業(yè)化：按標準化、集成化的模式，把各城市有機生活垃圾無害化處理、資源化利用，成變廢為寶的產(chǎn)業(yè)鏈。

三、生化處理中需要注意的問題

1.抓好生活垃圾分揀關(guān)。居民家庭、餐飲企業(yè)、菜市場和企事業(yè)單位必須將有機垃圾和無機垃圾分類投放，經(jīng)過人工分揀將有機垃圾統(tǒng)一歸類存放，運往生化處理系統(tǒng)處理。

2.抓好肥料鹽含量關(guān)。由于有機生活垃圾包含廚余垃圾和部分餐廚垃圾，而生化處理后的有機肥料中鹽份含量對植物生長發(fā)育影響非常大，因此在有機生活垃圾生化處理前必須控制餐飲企業(yè)和食堂的餐廚垃圾總量，以控制有機肥料的含鹽量。3.抓好滲濾液收集關(guān)。有機生活垃圾在脫水分離過程中有污水產(chǎn)生，其廢液可以經(jīng)過油水分離，一部分分離為毛油，可以集中收集處理（加工為生物柴油再利用）；另一部分產(chǎn)生廢水，必須集中收集統(tǒng)一處理（可以凈化生物處理或運往污水廠集中處理），避免廢液污染環(huán)境。

有機生活垃圾生化處理變廢為寶是當今社會低碳生活的重要舉措之一，引導(dǎo)千萬戶家庭和企事業(yè)單位共同參與“保護環(huán)境、從我做起”的系統(tǒng)工程，政府部門必須支持和幫助企事業(yè)單位和市民積極參與生活垃圾分類減量資源利用的活動，為創(chuàng)造綠色家園而共同努力。

（作者：上海市金山區(qū)綠化和市容管理局副局長）

第三篇：有機垃圾生化處理方案

有機垃圾生化處理方案

為加快推進銀河花苑、雙雁花苑、晨沐花苑三個社區(qū)生活垃圾分類收集和生化處理的建設(shè)、管理和運行保障機制，促進全區(qū)生活垃圾分類收集和生化處理工作的協(xié)調(diào)、有序發(fā)展，促進生活垃圾再生行業(yè)的發(fā)展，提高生活垃圾處理利用率，特制訂本方案

一、指導(dǎo)思想

以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，按照“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會，因地制宜、分類指導(dǎo)，綜合利用、變廢為寶的原則。樹立城鄉(xiāng)生活垃圾全過程管理理念，全民動員、科學(xué)引導(dǎo)，促進垃圾源頭減量，推動垃圾分類，健全收運、回收體系。建立生活垃圾分類收集和生化處理制度，完善垃圾分類收集和生化處理的建設(shè)、管理和運行保障機制，促進全區(qū)生活垃圾分類收集和生化處理工作的協(xié)調(diào)、有序發(fā)展，不斷提高城鄉(xiāng)生活垃圾減量化、資源化和無害化水平。

二、工作目標

創(chuàng)建銀河花苑、雙雁花苑、晨沐花苑三個示范小區(qū)，初步實現(xiàn)餐廚垃圾分類收運處理，使生活垃圾資源化利用率達？？%以上，竟而避免二次污染的出現(xiàn)，為全市全面推行有機垃圾有機化處理打下堅實的基礎(chǔ)。

三、方案項目基本概況

據(jù)了解，目前銀河花苑、雙雁花苑、晨沐花苑三個社區(qū)共有住戶1000戶左右，現(xiàn)有居民約6000人左右。按照同類城市城鎮(zhèn)人口每人每天產(chǎn)生1公斤生活垃圾量計算，則每天產(chǎn)生生活垃圾總量約6噸，其中有機垃圾約占60%左右。有機垃圾產(chǎn)生量約為3.5噸，由于社區(qū)垃圾分類處于初級階段，分類呈階段性發(fā)展，故本次有機垃圾源頭處理的垃圾產(chǎn)生量初估為2—2.2噸（按全區(qū)60%的住戶參與分類計算）期間。故一期先配置2臺日處理一噸的有機垃圾生化處理機進行源頭生化處理，后續(xù)生化處理機配置再根據(jù)有機垃圾實際產(chǎn)生量進行匹配。

四、方案項目系統(tǒng)原理流程及運行費用估算

先由保潔工人將有機垃圾統(tǒng)一收集收運至生化處理站，由保潔人員對有機垃圾進行人工分類后投入生化處理機同人，經(jīng)過12至24小時內(nèi)96%的有機垃圾無害化降解，剩余4%的降解和殘留物質(zhì)可制成再生有機物質(zhì)如再生飼料、有機肥料等；通過工藝調(diào)整可將垃圾中80%以上的資源回收，實現(xiàn)資源循環(huán)利用，整個處理過程無公害、不存在二次污染，符合國家垃圾處理的“減量化、無害化、資源化”處理原則。

RJW—2200B型生化處理機運行費用一覽表

此外配備1噸垃圾收集車1輛，約8萬元，員工3名，年工資3.8萬元。

五、安裝場地布置

此場地選址XXXX,占地XXXX平方米。

六、總結(jié)

本方案的建設(shè)不僅徹底解決了銀河花苑、雙雁花苑、晨沐花苑社區(qū)有機垃圾無害化、減量化、資源化處理目標，為小區(qū)居民提供更舒適、安全、休閑、生活環(huán)境；而且建立科學(xué)的有機垃圾處理示范模式，實現(xiàn)資源化、產(chǎn)業(yè)化、市場化的目標，為貴市推廣社區(qū)有機垃圾資源化處理起到示范帶頭作用。

第四篇：廚余垃圾發(fā)酵處理論文資料

固態(tài)發(fā)酵

以餐廚垃圾為原料進行固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)菌體蛋白飼料，可提高氨基酸、蛋白質(zhì)和維生素含量，代替大豆、魚粉等蛋白飼料。鄔蘇煥等1利用固態(tài)發(fā)酵的方法處理城市餐廚垃圾，研究中采用多種酵母菌和霉菌混合發(fā)酵，篩選出白地霉 F—1，米曲霉 F—6 進行優(yōu)勢菌 種組合，最優(yōu)化發(fā)酵條件：發(fā)酵培養(yǎng)基高溫滅菌 20min，加如硫酸銨1%，磷酸二氫鉀4%，氯化鈉3%，初始PH5.5，含水率60%左右；種子液15%，接種比率為1：1，發(fā)酵5天。最終得到飼料粗蛋白含量33.87%，比原料增加6.85%。該方法投資少、見效快、能耗低、操作簡易。

陳金鐘等2采用多菌種混合發(fā)酵同時處理泔腳和秸 桿，在 泔腳和秸 桿粉按3:1混合，溫度150攝氏度，高壓鍋中高溫濕熱酸處理的條件下，經(jīng)初步雙菌混合發(fā)酵試驗所得的飼料產(chǎn)品質(zhì)量為：粗蛋白>25%，粗纖維<18%，水分<10%。該工藝能很好地同時處理泔腳和秸桿，并大大地提高秸稈飼料的蛋白含量，是一種很好的飼料制備方法。

參 考 文 獻

王向會，李廣魏，孟虹．國內(nèi)外餐廚垃圾處理狀況概述．環(huán)境衛(wèi)生工程，2005，2（13）：41—43 2 黃文雄，劉暢．餐廚垃圾處理現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢．建設(shè)部環(huán)境衛(wèi)生工程技術(shù)研究中心 3 耿士鎖．食物性有機垃圾資源化方法．貴州環(huán)?？萍?，2002（12）：15—18 4 王星，王德漢，張玉帥．國內(nèi)外餐廚垃圾的生物處理及資源化技術(shù)進展．環(huán)境衛(wèi)生工程，2005，2（13）：25—29 5 Ministry of Environmental of South Korea．Food Waste Reduction and Recycling [J]．2002 6 劉會友，王俊輝，趙定國．厭氧消化處理餐廚垃圾的工藝研究．能源技術(shù)，2005，26（4）：150—154 7 王星，王德漢，徐菲等．餐廚垃圾厭氧消化的工藝比選研究．能源工程，2005，（5）：27—31 8 叢利澤．餐廚垃圾的微生物處理與資源化的初步研究．廈門大學(xué)碩士論文，2007：5—18 9 華云，王麗莉，張波．我國餐廚垃圾處理現(xiàn)狀及主要處理技術(shù)應(yīng)用情況．城市管理技術(shù)，2009，2：60—63 10 許樹龍．廚房的垃圾分類和廚內(nèi)的垃圾處理機．家飾，2002，（3）：140—141 11 敬言．關(guān)于普及食物垃圾處理器的思考．家用電器，2003，（1）：6—87 12 王梅．餐廚垃圾的綜合處理工藝及應(yīng)用研究．西北大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008：5—13 13 吳玉萍，董鎖成．當代城市生活垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀與展望．城市環(huán)境與城市生態(tài)，2001，14（1）：33—36 14 俞榮賦．走進廚房二次革命新時期．電器制造商，2002，（9）：49

廚余垃圾主要是家庭、賓館、飯店、學(xué)校等機關(guān)企事業(yè)等單位飲食殘留下來的供餐垃圾,是人們生活消費過程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物[1]。

從20世紀初由于經(jīng)濟大力發(fā)展，人們生活水平大有提高以及全球人口數(shù)量日益提高，導(dǎo)致廚余垃圾的產(chǎn)量也隨之明顯增長?，F(xiàn)在世界每年產(chǎn)生的城市生活垃圾為500億噸左右。廚余垃圾在其占的比重為10%~20%[2]。廚余垃圾由于容易發(fā)酵、變質(zhì)、腐爛、不僅產(chǎn)生大量的毒素，散發(fā)氣味，在地表堆積時還會污染水體和大氣，更滋生有害細菌[3]。所以廚余垃圾處理的不及時，不僅影響一個城市的市容和環(huán)境衛(wèi)生，而且還會傳播疾病，危害人類的日常生活和心身健康。因此，廚余垃圾的資源化、無害化處理在全球大部分國家日益受到重視。14

（二）廚余垃圾厭氧發(fā)酵技術(shù)（1）厭氧發(fā)酵對有機質(zhì)的降解機理

厭氧發(fā)酵是一個多步驟、多種微生物參與的過程。厭氧發(fā)酵被普遍認為是一個3階段的復(fù)雜反應(yīng)過程，即水解階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和甲烷階段。在整個厭氧發(fā)酵過程中，通過3大類菌群（發(fā)酵性細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和甲烷菌）的相互協(xié)同作用，最終使復(fù)雜的有機物降解為CH2、H2和CO2等氣體。

厭氧發(fā)酵過程中有機質(zhì)的降解機理主要包括丁酸型、內(nèi)酸型和乙酸型3種類型?？扇苄蕴妓衔锏陌l(fā)酵類型以丁酸型為主，發(fā)酵的主要末端產(chǎn)物為丁酸、乙酸、H2、CO2和少量的內(nèi)酸；含氮有機物化合物主要以內(nèi)酸型發(fā)酵為主，其特點是氣體的產(chǎn)生量很少：乙酸型發(fā)酵的末端發(fā)酵產(chǎn)物以乙酸、乙醇為主，發(fā)酵液中含有大量的H+，對產(chǎn)氫和產(chǎn)甲烷都有優(yōu)勢。

（2）厭氧發(fā)酵的影響因素及研究進展

目前廚余垃圾的厭氧發(fā)酵技術(shù)研究主要集中在水解酸化工藝及反應(yīng)器的設(shè)計、產(chǎn)氫和產(chǎn)甲烷菌種的選擇與分離、發(fā)酵過程工藝條件的優(yōu)化以及兩相法產(chǎn)氫和產(chǎn)甲烷等方面。對于廚余垃圾這種大分子有機物來說，蛋白質(zhì)、糖類和脂肪等大分子的降解十分重要，水解酸化程度的高低將直接影響生物氣的產(chǎn)率，水解酸化程度的好壞除了與操作條件有關(guān)外，還與反應(yīng)器的設(shè)計構(gòu)造有關(guān)。史紅鉆等對酸化反應(yīng)器做了改進，實現(xiàn)了酸化液與未消化固體物料的分離，可將水解酸化過程中產(chǎn)生的酸化液及時地提取出來，而未消化的固體物料則繼續(xù)留在酸化反應(yīng)器進行酸化，達到了對未消化物料的徹底酸化。李一平[33]等研究了兩相法中PH對廚余垃圾酸化過程的影響，結(jié)果表明在PH=7時，86%的總有機碳（TOD)處于溶解性狀態(tài)，大多數(shù)蛋白質(zhì)可被降解形成氨氮，氨氮增加了體系對酸的緩沖能力，因此提高了廚余垃圾的水解與酸化速率，同時酸化產(chǎn)物中乳酸的濃度相對更低，這給后續(xù)的產(chǎn)甲烷階段創(chuàng)造了良好的條件。

廚余垃圾厭氧產(chǎn)氫通常和水解酸化在同一個反應(yīng)器內(nèi)完成。產(chǎn)氫效率受產(chǎn)氫菌種、生態(tài)因子（如PH、氧化還原電位ORP、溫度和底物等）以及水力停留時間等因素的限制。通常利用產(chǎn)氫菌比產(chǎn)甲烷菌能耐受更寬的PH，產(chǎn)氫發(fā)酵細菌的生長速度比產(chǎn)甲烷快的特點，通過改變PH和水力停留時間等參數(shù)來實現(xiàn)對產(chǎn)氫細菌和產(chǎn)甲烷細菌動態(tài)分離。提高反應(yīng)器的產(chǎn)氫能力。任南琪[34]等在高效產(chǎn)氫菌的分離、產(chǎn)氫菌的生態(tài)因子優(yōu)化方面做了大量的研究工作。而在廚余垃圾產(chǎn)氫的實驗研究中，產(chǎn)氫菌源則主要來自污泥。張振宏等分別研究了活性污泥、礦化污泥和礦化垃圾作為產(chǎn)氫菌源對廚余垃圾產(chǎn)氫的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)活性污泥的產(chǎn)氫效果最好，其氫氣濃度和產(chǎn)氫量分別為47.1%和100mL/g。李東[35]等利用活性污泥作為發(fā)酵產(chǎn)氫菌源，利用不同化學(xué)組成的廚余垃圾在反應(yīng)器中進行了發(fā)酵產(chǎn)氫，結(jié)果表明富含糖類垃圾的產(chǎn)氫能力是脂類和蛋白類垃圾的20倍。付鐘[36]等對廚余垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫過程的研究表明，在發(fā)酵溫度為55℃，PH在6.0-7.0時，發(fā)酵反應(yīng)速率最快，PH對發(fā)酵過程影響較小，COD的產(chǎn)氫率為0.48mol/g。楊占春[37]等利用高溫預(yù)處理過的活性污泥作為種泥，對廚余垃圾厭氧發(fā)酵制氫的工藝條件進行了優(yōu)化，最終得到的氣體中氫氣的體積可達60%，氫氣的產(chǎn)生速率為5.49m3/(m3﹒d）。

產(chǎn)氫和產(chǎn)甲烷是一個相互競爭的過程，特別是產(chǎn)甲烷對PH的依賴性較強，水解酸化階段形成的酸性物質(zhì)可能抑制產(chǎn)甲烷菌的活性，因此實驗研究中比較常見的是將產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷2個階段分開在不同的消化反應(yīng)器中進行（兩相法）以提高底物的利用和產(chǎn)甲烷速率。兩相法產(chǎn)甲烷的研究主要集中在水解酸化反應(yīng)器的設(shè)計改進以及運行工藝參數(shù)的優(yōu)化方面。潘堅[38]等實驗規(guī)模的單相反應(yīng)器和兩相反應(yīng)器處理廚余垃圾，結(jié)果表明采用兩相處理工藝時甲烷量可以提高

約20%。然而，盡管在研究報道上兩相法多余單相法，但在工業(yè)應(yīng)用方面，歐洲城市有機垃圾單相發(fā)酵占了絕對優(yōu)勢，兩相發(fā)酵占10.6%，這可能是由于現(xiàn)有的兩相厭氧發(fā)酵工藝在消化時間和處理效果方面未表現(xiàn)出單相明顯的優(yōu)勢，而在系統(tǒng)操作和維護方面卻比單相更加復(fù)雜的緣故。

兩相法也可以將產(chǎn)氫和產(chǎn)甲烷結(jié)合起來，即在第1反應(yīng)器酸化產(chǎn)氫，產(chǎn)氫殘渣經(jīng)過調(diào)節(jié)后在第2反應(yīng)器進行產(chǎn)甲烷。肖本益等設(shè)計了1種廚余垃圾兩相法厭氧消化產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷的技術(shù)，即將廚余垃圾經(jīng)預(yù)處理后，進入第1發(fā)酵罐進行厭氧產(chǎn)氫發(fā)酵，發(fā)酵后沼渣進入第2發(fā)酵罐進行厭氧產(chǎn)甲烷，從而使廚余垃圾中的有機質(zhì)得到充分利用。陳迪明[39]也對廚余垃圾產(chǎn)氫后的殘渣進行了產(chǎn)甲烷研究，結(jié)果表明在污泥接種量為60%時，產(chǎn)氫殘渣進行靜態(tài)發(fā)酵獲得最高甲烷產(chǎn)率為441mL/g，產(chǎn)氫殘渣動態(tài)發(fā)酵最大負荷為60%kg/(L﹒d),此時獲的甲烷平均產(chǎn)率為370mL/g

第五篇：市有機垃圾生化處理分析

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w.5 Y k J.Co m蓮山隨著生活垃圾處理技術(shù)的不斷發(fā)展，有機垃圾生化處理作為現(xiàn)代生物工程與傳統(tǒng)環(huán)境工程相結(jié)合的一項新興垃圾處理技術(shù)已受到人們的關(guān)注。以有機垃圾生化處理機為代表的一類有機垃圾生化處理技術(shù)，以其能實現(xiàn)分類垃圾就地處理、實現(xiàn)垃圾源頭減量，尤其是在推行源頭垃圾分類收集的新形勢下,而在一些城市得到了不同程度的推廣應(yīng)用?，F(xiàn)結(jié)合有關(guān)城市生化處理機的應(yīng)用情況和我市的具體實踐，對我市有機垃圾生化處理機推廣應(yīng)用前景作簡要分析。

一、有機垃圾生化處理技術(shù)介紹

有機垃圾生化處理技術(shù)的本質(zhì)是人工堆肥技術(shù)，是在垃圾堆肥之前人為地添加了特定的微生物制劑，并通過處理機對堆肥溫度、濕度、供氧量等參數(shù)加以控制，達到微生物制劑的最佳活動環(huán)境，從而促使有機垃圾以比傳統(tǒng)堆肥快數(shù)十倍的速率分解，而且分解程度更高。垃圾生化處理機則是指使用微生物菌劑對可堆肥處理的生活垃圾進行生化處理的設(shè)備。

生化處理機添加的微生物制劑是由自然界中的放線菌、乳酸菌、酵母菌、細菌等多種微生物經(jīng)過篩選、分離、培養(yǎng)、馴化、伍配等步驟，組成高效分解有機物的微生物群體（一般為好氧或兼氧菌），制劑成品可以是凍干粉、懸濁液或附著于固態(tài)載體。生化處理機使用的微生物制劑被約定俗稱為“菌種”，這種菌種可以高效率地分解各類有機垃圾，如廚余垃圾、果皮、糞便、庭園垃圾、動物尸體等。

生化處理機主要用于分解處理易腐有機垃圾（簡稱有機垃圾、又稱食物垃圾、俗稱濕垃圾）。將有機垃圾投入生化處理機、加入菌種并攪拌均勻后，控制相應(yīng)的溫度、濕度和通風(fēng)供氧條件，菌種會釋放出大量的酶，將大分子有機物分解為糖、脂肪酸和氨基酸等短鏈的低分子有機物，菌種以此為養(yǎng)分代謝出水、氣體和生物熱能，同時以幾何級數(shù)迅速繁殖。如此菌種可以周而復(fù)始地不斷“吃”掉新投入的有機垃圾。隨著代謝產(chǎn)物的累積，菌種會逐漸老化，一般經(jīng)過數(shù)月至一年，需要在生化處理機中投入新的菌種。通常菌種對有機垃圾的分解速度為12～48小時，平均約24小時，殘渣率為10%～20%。生化處理機排出的殘渣可作為有機肥料或飼料添加劑，產(chǎn)生的水分可以通過表面蒸發(fā)、循環(huán)調(diào)濕或直接排出，產(chǎn)生的氣體中可能會含有H2S、NH3等惡臭物質(zhì)，可以通過高溫分解除臭或噴淋塔生物脫臭，也有的將脫臭微生物直接配入菌種，而使排出的氣體不含惡臭物質(zhì)。

生化處理機在攪拌、控制溫度、保持濕度、通風(fēng)供氧、脫臭等過程中需要耗費較多電能，也有菌種稱不需使用電能控制溫度和脫臭，但進行適當?shù)钠扑楹兔撍那疤幚砉に囉袝r也是必要的。

二、垃圾生化處理在國內(nèi)的應(yīng)用實踐

由于生化處理機設(shè)備結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，基本原理也較為簡單，設(shè)備外型小巧，因此很容易形成不同規(guī)格和批次，目前市面上的生化處理機均按日處理有機垃圾量來確定其規(guī)格，有100公斤、150公斤、200公斤、250公斤、300公斤等不同型號，超過300公斤的較大型號比較少見。根據(jù)應(yīng)用的對象不同，對規(guī)格型號的選擇取決于服務(wù)區(qū)域內(nèi)居住的人口和有機垃圾的產(chǎn)生量。就居住600戶約2000人的一個單元小區(qū)而言，一般選擇日處理規(guī)模200公斤-300公斤的型號，即可滿足有機垃圾處理的要求。

垃圾生化處理機最早是從日本傳入我國，上海一些從日本回國的“海歸”們把日本的企業(yè)介紹到了中國。生化處理機在日本、美國、英國、荷蘭、德國等國家都有應(yīng)用，采用此項技術(shù)用于庭院垃圾、居民區(qū)分類收集有機垃圾的集中就地處理，以居民小區(qū)甚至居民家庭為單位配備生化處理機，處理后的殘渣作為住宅周邊綠化的肥料使用。從生化處理機的功能上來看，可以區(qū)分為兩種基本類型，即減量型和資源型。

目前，國內(nèi)在有機垃圾生化處理機的應(yīng)用上投入力度最大的是上海市，北京、天津、廣州、青島、深圳等城市也相繼在一些物業(yè)管理較全面的高檔小區(qū)引進了此項技術(shù)。上海市從上世紀九十年代開始，即開始引進垃圾生化處理機，最早是由日本大納夢公司贈建的，投資成本和運行成本均較高。隨著對該項技術(shù)與設(shè)備的消化吸收和不斷引進，該項技術(shù)與設(shè)備逐步實現(xiàn)了國產(chǎn)化，生化處理機的核心技術(shù)之一的微生物菌劑也實現(xiàn)了國產(chǎn)化，目前除國外的技術(shù)設(shè)備供應(yīng)商外，僅上海市就有上海建設(shè)路橋、玉壘、環(huán)境衛(wèi)生設(shè)備廠、百復(fù)、豐業(yè)、東武、復(fù)旦浦發(fā)、耀豐環(huán)保、紀明機電五金、一本、恒曄生物科技等十多家公司可以提供相關(guān)設(shè)備與服務(wù)，設(shè)備投資與運行成本也大為降低。2002年初，上海市投入運營的垃圾生化處理機就在60多臺，其中70%設(shè)在居民生活小區(qū)，30%設(shè)在賓館或飯店。結(jié)合垃圾源頭分類收集工作的開展，上海市甚至將垃圾生化處理機的推廣應(yīng)用列入了“十五”環(huán)境衛(wèi)生發(fā)展規(guī)劃的主要建設(shè)和管理任務(wù)之中，即：“在有機垃圾專項回收地區(qū)，在居住區(qū)，特別是集市、賓館、飯店等場所大力推廣使用中、小型有機垃圾生化處理機，就地消納垃圾，‘十五’期間完成市區(qū)布點設(shè)置有機垃圾生化處理機工作?！?/p>

隨著此項技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用，也開始受到國家有關(guān)部門的重視，出臺了相應(yīng)的標準對其進行規(guī)范，其中最主要的是建設(shè)部頒布的《垃圾生化處理機CJ/T227-2006》技術(shù)標準，規(guī)定了垃圾生化處理設(shè)備的術(shù)語、分類、型號、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸、儲存等，適用于使用微生物菌劑對可堆肥處理的生活垃圾進行生化處理的設(shè)備。而在垃圾生化處理機應(yīng)用較為普遍的上海，則進一步出臺了《城市生活垃圾生化處理工程技術(shù)規(guī)范》和《上海市微生物菌劑使用環(huán)境安全評價導(dǎo)則》等試行地方標準規(guī)范，使生化處理機及其微生物菌劑的使用更加規(guī)范。

三、垃圾生化處理技術(shù)經(jīng)濟分析

結(jié)合我們從眾多設(shè)備廠家獲得的信息，以及我市綠景苑小區(qū)的應(yīng)用經(jīng)驗，以垃圾生化處理機服務(wù)于600住戶約2000人的居民小區(qū)為基礎(chǔ)，小區(qū)建筑面積10-11萬平方米，分析其成本。

1、垃圾處理規(guī)模

日處理有機垃圾200kg，年處理73噸。

2、投資成本

設(shè)備投資：20.0萬元/臺

基建投資：4萬元（含設(shè)備間、垃圾分類收集間、接水接電等）

其它投資：1萬元

分攤到小區(qū)單位建筑面積上的投資成本：2.38元/平方米。

3、運行成本

（1）不計入折舊

電費（按民用電價0.60元/度計，日運行不低于20小時）480.00元/T；

人工費（按1萬元/人年計，定員2人）273.97元/T；

菌種費（600元/半年）16.44元/T；

水費（年用水量0.7噸/天，水價2元/噸）7.00元/噸；

維修費（維修費按0.5%，大修費按0.5%計算）17.12元/T；

管理費（按上述直接費10%計?。?9.45元/T。

合計運行成本：873.98元/T，約0.87元/kg，年總運行費用需6.38萬元。

若將處理成本按建筑面積分攤，則分攤額為0.61元/m2.年，按戶均住房建筑面積150m2計，則每戶每年分攤91.5元

（2）計入折舊

設(shè)備等按十年折舊，維護費按年折舊費的30%計取，則單位垃圾處理成本增加為1.44元/kg，年總成本費用為10.51萬元。

4、投資與運行成本比較

按200kg/天的處理規(guī)模計，生化處理機的單位規(guī)模投資為125萬元/噸，而相比其它垃圾處理方式的單位規(guī)模投資而言，焚燒為40-60萬元/ 噸，填埋為15-26元/m3庫容，堆肥為20-30萬元/噸。受處理規(guī)模的局限，生化處理機雖然節(jié)約了垃圾收運系統(tǒng)的投資，但其單位規(guī)模投資仍然是比較高的。如果在我市30個居民小區(qū)或大型單位、大廈、賓館、飯店等試點推廣應(yīng)用，建設(shè)投資（包括設(shè)備）需要750萬元；如果在全市推廣垃圾生化處理機，全市垃圾中可處理的有機垃圾為600噸/天左右，需配備處理能力200kg/天的生化處理機3000臺，其建設(shè)投資將達7.5億元。

目前，我市垃圾收集、運輸和處理（按陳家沖填埋場標準計算）成本分別為24元/噸、30元/噸和90元/噸，總計144元/噸，平均0.144元/kg（上海為0.24元/kg），相比之下，生化處理機0.87元/kg的運行成本（不計折舊）是比較高的。從運行成本構(gòu)成比例來看，不含折舊，電費、人工和管理費三項所占比例較大，三項合計96.8%。而根據(jù)上海市垃圾生化處理機應(yīng)用的統(tǒng)計分析，其中垃圾處理成本（不計折舊）為2.11元/kg，主要是人工和電費所占比例較大，二者合計86%，這兩項也是造成上海與我市垃圾生化處理機運行成本差別的主要因素。

四、生化處理優(yōu)缺點分析比較

生化處理機作為一種添加了高效菌種并控制堆肥條件的動態(tài)快速有機垃圾堆肥器，它對于整治小區(qū)環(huán)境、推進垃圾分類收集、消除垃圾收集和運輸過程中的污染、實現(xiàn)垃圾“三化”處理具有顯著效果，其主要優(yōu)點為：

1、源頭減量效果明顯。垃圾生化處理機應(yīng)用于有機垃圾的就地處理，效率極高、分解徹底，源頭減量效果明顯。

2、有利于推進垃圾分類收集。應(yīng)用垃圾生化處理機可在源頭實現(xiàn)分類垃圾后續(xù)分類處理的部分配套，垃圾僅按干垃圾、濕垃圾和有害垃圾分類投放，廚余等濕垃圾主要由生化處理機就地處理，有害垃圾按危險廢物單獨收集處理，余下的干垃圾和部分濕垃圾填埋處理，在條件成熟時可作為再生資源回收利用或綜合處理，有利于推進垃圾分類收集，快速提升垃圾分類收集率。

3、降低了垃圾運輸過程中環(huán)境污染。生化處理機的應(yīng)用可以省略有機垃圾的運輸環(huán)節(jié)，使垃圾總體運輸質(zhì)量降低15%以上。同時，有機垃圾分類收集后，其余垃圾的含水率明顯下降，甚至降至干垃圾的持水能力之下，減少了垃圾運輸過程中的污水滴漏現(xiàn)象，也能改善垃圾運輸過程中的惡臭現(xiàn)象。

4、減少了垃圾清運收集頻率。有機垃圾處理機的應(yīng)用，可改變現(xiàn)行的垃圾清運收集頻率，擴大垃圾壓縮轉(zhuǎn)運站的服務(wù)范圍。

5、延長衛(wèi)生填埋場使用壽命。根據(jù)衛(wèi)生填埋技術(shù)標準規(guī)定，進衛(wèi)生填埋場混合垃圾中的有機物不能大于30%。生化處理機的應(yīng)用，可基本滿足這一要求，并可減少垃圾滲瀝水的處理壓力，減少垃圾的最終處置量，從而延長衛(wèi)生填埋場的使用壽命。

6、提高垃圾熱值及焚燒廠處理效率。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)及理論測算，垃圾每失水1%，低位熱值提高15～35kcal/kg。據(jù)此推算，有機垃圾減量后如果使垃圾失水10%，可提高垃圾熱值150～350 kcal/kg。

7、小型方便使用靈活。生化處理機和有機垃圾堆肥廠處理的是同一種類的垃圾，前者是在小區(qū)或特定的點上分散處理分類收集的大部分有機垃圾，后者是在比較大的區(qū)域內(nèi)集中處理全部有機垃圾；

8、與分揀中心處理具有優(yōu)勢互補。生化處理機與分揀中心處理的是不同種類的垃圾，具有很好的互補性，二者處理的前提都必須在垃圾的產(chǎn)生源頭實行分類收集，在分揀中心的服務(wù)區(qū)域內(nèi)，應(yīng)重點推廣生化處理機或建立有機垃圾堆肥廠。

從目前實踐情況看，生化處理雖然具有很多優(yōu)勢，但也存在一定的局限性，主要表現(xiàn)為：

1、運行成本和建設(shè)投資比較高。推廣應(yīng)用中，這部分費用無論是由誰來出資，最終的承擔者可能還是小區(qū)居民，需要考慮居民的承受力。此外，生化處理機的應(yīng)用除設(shè)備外，還需要配套設(shè)備間和垃圾分類收集間等建構(gòu)物，在已建成的居民小區(qū)應(yīng)用，既要再次建設(shè)投資主體的限制，還要受到設(shè)置空間的限制，因此在新開發(fā)小區(qū)從規(guī)劃開始即配套相應(yīng)設(shè)施更具有操作性。

2、減容效果不明顯。生化處理機的應(yīng)用雖然可以減少垃圾的運輸重量，但對體積的影響相對較小，減容效果不明顯，因此在垃圾運輸能力以“車噸位”來衡量的情況下，對垃圾總體運輸量的減省效果也不明顯。

3、添加菌種有安全和穩(wěn)定隱患。生化處理機添加的菌種，雖然據(jù)稱是來自于自然界的純天然微生物制劑，但由于生物量極大且在非密閉系統(tǒng)中運行，最后還將流散于開放系統(tǒng)中，其對人身健康的安全性，甚至生態(tài)和環(huán)境的安全性是不容忽視的問題，需要進行安全性檢測，目前國家尚未有統(tǒng)一的規(guī)范要求。另外，不同生化處理機廠商都稱擁有獨特的微生物菌劑，容易造成了對菌劑提供者的依賴性，菌種生產(chǎn)需要本土化；

4、實施和運行受條件限制。生化處理機的運行依賴于垃圾分類收集的實施和垃圾分類收集效率。生化處理機對占有機垃圾相當比例的貝殼、長纖維類物質(zhì)、粗大骨等的處理效果不明顯，為保障生化處理機的處理效率和正常運行，則需要前置破碎裝置，使設(shè)備投資和運行成本增加。

五、我市生化處理應(yīng)用的建議和對策

根據(jù)以上調(diào)查與分析，認為生化處理機不可能成為大型城市生活垃圾處理系統(tǒng)中的主流處理模式，僅能作為小區(qū)、大型單位集中辦公大廈、賓館飯店等垃圾分類收集點的配套設(shè)施和垃圾處理多元化技術(shù)中的一種形式存在，有利于迅速提高垃圾分類收集率。針對生化處理機的推廣應(yīng)用中存在的局限性，我們目前我市應(yīng)用生化處理技術(shù)，應(yīng)遵循“合理規(guī)劃、分步實施、政策引導(dǎo)、嚴格管理”的原則來組織實施。

1、小范圍試點，有步驟推廣。受菌種來源和安全性、建設(shè)運行成本、管理辦法等因素的限制，我市推廣應(yīng)用垃圾生化處理機可先在小范圍內(nèi)試點，試點地點宜選擇在建的集中管理的高檔小區(qū)。根據(jù)試點經(jīng)驗，再逐步向窗口性居民小區(qū)、大型單位集中辦公點、賓館飯店、學(xué)校、集貿(mào)市場等推廣。

2、加強安全管理，規(guī)范建設(shè)運行。制定相關(guān)的管理辦法，包括菌種安全檢測的規(guī)范，保證垃圾生化處理機建設(shè)運行規(guī)范、有序和穩(wěn)定。

3、出臺優(yōu)惠政策，保障推廣運行。由于建設(shè)與運行成本方面的問題，需要出臺相應(yīng)的政策措施保障生化處理機的試點推廣。

一是建議設(shè)于居民小區(qū)的生化處理機，采取分時計取電價的形式給予用電補貼，如在每天規(guī)定時段對其執(zhí)行居民夜間電價（用電低峰電價），甚至在履行必要的程序后可全天執(zhí)行居民夜間電價。

二是建議從征收的衛(wèi)生服務(wù)費或生活垃圾處理費中拿出一部分補貼給使用生化處理機的物業(yè)管理公司，或與房地部門合作，調(diào)整物業(yè)管理費指導(dǎo)價，將垃圾生化處理機的建設(shè)和運行成本包含在內(nèi)。

三是對于使用生化處理機的企事業(yè)單位，政府應(yīng)按照核定的垃圾處理量給予適當?shù)难a貼或減免一定額的垃圾收運服務(wù)費。

四是對于投資建設(shè)和運營生化處理機的企業(yè)，通過行政許可（根據(jù)建設(shè)部157號令），使其不僅處理有機垃圾，還可從事垃圾分類回收等工作，通過物資回收或從環(huán)衛(wèi)服務(wù)費中分列一部分作為補貼等形式予以補償。

五是與環(huán)保等部門聯(lián)手，在爭創(chuàng)綠色小區(qū)、文明小區(qū)等活動中，鼓勵、引導(dǎo)住宅小區(qū)應(yīng)用生化處理機。

六是與規(guī)劃土地部門聯(lián)手，從控制規(guī)劃的角度要求在新建小區(qū)，開發(fā)商必須配套建設(shè)垃圾收集和預(yù)處理設(shè)施。

4、改良技術(shù)設(shè)備，降低運行成本。目前市場上各類生化處理機各有千秋，技術(shù)上均較先進，但仍有可進一步完善的余地，尤其是降低運行成本。如前置破碎擠壓設(shè)備可以將長纖維物納入處理范圍；將高溫除臭改為生物脫臭可以降低運行成本；加大單機處理量或數(shù)臺并置可以降低人工費等。

5、制定計劃方案，有步驟組織實施。研究制定2008年至2009年推廣實施計劃，探索和創(chuàng)新我市生化處理工作模式，同時與我市垃圾分類收集試點工作相結(jié)合，實現(xiàn)生活垃圾綜合利用。

一是2008年，在新建小區(qū)和市、區(qū)級文明小區(qū)（社區(qū)）有選擇地配置10臺生化處理機，以新建小區(qū)為重點，與小區(qū)配套建設(shè)的垃圾收集站點配套使用。鼓勵、引導(dǎo)高檔小區(qū)應(yīng)用生化處理機。

二是2009年，在總結(jié)10臺生化處理機的應(yīng)用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，繼續(xù)在新建小區(qū)和市、區(qū)級文明小區(qū)（社區(qū)）、高檔小區(qū)配置30臺生化處理機，以市區(qū)文明小區(qū)和物業(yè)管理完善的高檔小區(qū)為重點。

三是2008-2009年，鼓勵企業(yè)應(yīng)用生化處理機，重點開展各大賓館、大型餐館和單位、食品加工企業(yè)、學(xué)校和各類室內(nèi)集貿(mào)市場試點，有選擇地配置生化處理機10臺。

6、采取靈活方式，明確經(jīng)費渠道。

一是試點期間上建設(shè)經(jīng)費（一次性投入）由小區(qū)開發(fā)商或單位業(yè)主承擔，個別已建成社區(qū)可由政府出資。運行經(jīng)費由物業(yè)公司或管理單位承擔，政府給予政策支持。

二是試點初期如有障礙，可考慮政府投資設(shè)備，小區(qū)提供土建。

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