固体废弃物处理与处置.doc

固体废物的厌氧消化处理
环科12-1班 张江帆 07123050
【摘要】
人类社会进入21世纪，城市固体废物已成为制约各国经济发展的重要因素，城市固体废物管理过程中的不同环节成为人类关注的焦点。而有机固体废物作为其中重要的一种，如何经济有效地加工处理它已经成为广受关注的课题。本文简单介绍有机固体废物的厌氧消化处理方法的原理及基本工艺。另外介绍几种常用城市固体废物处理技术，并分析各种处理技术的优缺点
【关键字】有机固体废物 生物处理 厌氧消化 原理 厌氧消化工艺
【正文】
一、 有机固体废物
有机固体废物包括农业固体废物、工业废物以及城市生活垃圾中的有机成分。其中，农业固体废物是有机固体废物流中最庞大的一支，绝大部分为农作物秸秆。另外，有机生活垃圾也在有机固体废物中占了相当大的比例。
目前，国内外有机固体废物处理方式主要有3种：填埋、焚烧、生物处理。利用生物技术处理有机废物具有保护环境、节约原材料和能源、投资少、运行费用低、经济回报高等优点。有机固体废物的生物处理可能是最具可持续性的处理方式，通过先进的技术措施，所有的可生物降解废物都可以通过生物方式进行处理。
二、 厌氧消化的原理
厌氧消化，又称沼气发酵，是指有机物质（如农作物秸秆、杂草、人畜粪便、垃圾、污泥及城市生活污水和工业有机废水等）在厌氧条件下，通过种类繁多、数量巨大、功能不同的各类微生物的分解代谢，最终产生沼气的过程。
厌氧消化过程的3个阶段：
1. 液化（水解）阶段
首先是酵性细菌群利用它所分泌的胞外酶，把禽兽粪便、农作物秸秆、豆制品加工后的废水等大分子有机物分解成能溶于水的单糖、氨基酸、甘油和脂肪酸等小分子化合物。
2. 产酸阶段
这个阶段是发酵性细菌将小分子化合物分解为乙酸、丙酸、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产氢产乙酸菌把其转化为产甲烷菌可利用的乙酸、氢和二氧化碳。
3. 产甲烷阶段
产甲烷细菌群，利用以上不产甲烷的3种菌群所分解转化的甲酸、乙酸、氢和二氧化碳小分子化合物等生成甲烷。
三、 影响厌氧消化的因素及控制
1. 厌氧条件
严格厌氧的产甲烷菌要求的Eh为-300~-350mV，而一些践行产酸的细菌责在Eh为-100~+100mV是就能正常生活。
2. 温度
代谢速度在35~38℃有一个高峰，50~60℃有另一个高峰。前者称为中温发酵，后者成为高温发酵。
3. pH值
系统的pH值应控制在6.5~7.5之间，最佳pH值范围是7.0~7.2.
4. 营养和原料处理
厌氧发酵要求的碳氮比值并不十分严格，原料的碳氮比值为（15~30）：1,即可正常发酵。磷元素含量一般要求为有机物量的1/1000.磷元素与碳之比以5：1为好。
5. 搅拌
搅拌的方法：①机械搅拌；②气搅拌；③液搅拌。
6. 添加剂和有毒物质
7. 接种物
四、 厌氧消化工艺
一个完整的厌氧消化系统包括预处理、厌氧消化反应器、消化气体净化与贮存、消化液与污泥的分离、处理和利用。
（一） 按消化温度分类
可将厌氧消化工艺分为常温消化（自然发酵）、中温消化和高温消化。
（二） 按进料方式分类
1. 连续消化工艺
2. 半连续消化工艺
3. 批量消化工艺
五、 固体废弃物处理技术与优缺点
1.填埋
固体废物填埋处理分为传统填埋与卫生填埋。传统填埋法已基本不再采用。卫生填埋法是对填埋地进行选址并作防渗漏处理、掩盖压实，以防止地下水和周围大气环境污染的填埋处理方式。卫生填埋主要有厌氧、半好氧和好养3 种，其中：厌氧填埋由于填埋场构造简单，建设成本低，还可回收填埋过程中产生的沼气，在欧美国家被广泛采用；好氧和半好氧填埋方式最早是日本提出的，该方式由于垃圾中有机物分解速度快，可以使垃圾稳定化周期大大缩短，且有利于改善渗出液的水质，因此也受到世界各国的重视。
目前，我国城市垃圾大多采用填埋处理方法，但由于其占地面积大，随着我国城市规模的扩大和可利用土地的减少，此法在我国东部沿海和经济发达城市已受到限制。另外，大多数填埋场的设计、建设和运营仍存在设计理念比较落后、科技水平低、土地填埋利用率不高、缺乏有效的基础和边坡防渗措施等问题，绝大部分填埋场的填埋气仍处于无组织排放状态，不仅引起了温室效应，导致消防上不安全，也会产生恶臭。采用强制通风的好氧填埋，由于工艺设备复杂，运行成本较高，目前国内外尚没有进入实际运行阶段。在实际运行中，渗出液和填埋场气的处理也一直是防止二次污染的难题。
2.焚烧
焚烧是一种城市垃圾高温热化学处理技术，也是热能利用资源化的一种形式。由于焚烧减容效果显著、无害化程度彻底，在垃圾热值较高、处理达到一定规模时，可以回收废热发电，且占地面积小，对周围环境影响较小，近10 年来城市固体废物焚烧处理在我国普及很快，特别是在城市化进程快、经济较为发达、人口密集、人均可利用土地资源少的大城市以及南方和沿海地区更是如此。
直接焚烧系高温和深度氧化的综合过程，存在问题有垃圾成分复杂、难保证充分燃烧，产生的酸性气体、剧毒的含氯高分子化合物(二噁英)、飞灰、灰渣等对环境造成污染，炉内金属部件易腐蚀。热解焚烧法则存在对分选技术要求苛刻、操作条件难以控制、投资多、运行费高等问题。因此，实现高效的焚烧处理需要深入研究焚烧机理和解决预防二次污染问题。
3.堆肥
堆肥是利用自然界广泛分布的微生物，在有控制的情况下，促使固体废物中可降解有机物转化为稳定腐殖质的生物化学过程。根据微生物生长的环境，堆肥处理分为好氧堆肥和厌氧堆肥。好氧堆肥由于堆肥体温度高(一般在50～65 ℃)，故又称为高温好氧堆肥，它是将要堆腐的有机物料与填充料按一定比例混合，在适宜条件下堆腐，使微生物繁殖并降解有机质，高温杀死其中的病菌及杂草种子，从而使固体有机废弃物达到稳定化[19]。厌氧堆肥是在无氧条件下，厌氧微生物分解转化废物中有机物的过程，厌氧微生物对有机物分解速度缓慢，处理效率低，容易产生恶臭，其工艺条件也较难控制。好氧与厌氧之间最大的区别就是好氧降解不会产生甲烷气体，几乎都转化为二氧化碳气体；而厌氧降解产生大约60%的甲烷和40%的二氧化碳气体。
六、 有机固体废物生物处理方式展望
(1)生物处理技术在我国固体废物处理中具有巨大的潜力和广阔的前景。在众多的处理方法中，以堆肥为代表的生物处理技术具有成本低、运行费用低、操作简单、易管理等优点。我国的城市固体废物主要是厨房垃圾，有机物成分和营养物质含量高，有的可达60%~70%，而一般有机物的含水量高达70%，从减量化和资源化的角度分析，厌氧消化技术是一种非常合适的技术[33]，韩国对厨房垃圾厌氧消化处理做了许多研究工作，有很多成功的经验值得借鉴。
(2)能够实现清洁生产，要大力开发应用适合我国国情的城市固体废物处理新技术。在努力改进填埋、焚烧和堆肥技术的同时，根据城市固体废物组成的不同特点，推动综合处理技术的研究和应用工作。热等离子体气化技术、水热催化气化技术、热裂解技术已经开始应用于城市固体废物的处理中，联合处理电子废弃物和城市固体废物的填埋场生物反应器技术也已开始尝试应用于固体废物处理中。
(3)提高固体废物资源化利用率，拓展综合利用途径将是城市固体废物处理技术的主要发展方向之一。实现城市固体废物回收利用和资源化是实现可持续发展的有效途径，可以减轻城市固体废物处理设施的压力，也可以减少开采自然资源。目前，利用城市固体废物焚烧灰渣制造建筑材料是节约资源、消除废物、保护环境的有效途径。我国是能源消耗大国，可以充分利用城市固体废物回收能源，例如，可以把城
市固体废物分类后焚烧获取热能, 利用有机固体废物生物法制氢[43]，利用废报纸发酵生产乙醇等。

荆轲，一个四处为家的刺客，他的心犹如浮云，心如飘蓬，是没有根的，然而高渐离的筑声，却成了他愿意停留在燕国这片土地上的原由。
　　虽是初见，却如故人。也许所有的遇见，早已经是前世的注定，没有早晚，刚好在合适的时间遇见你，就是最美的相识。
　　他曾经游历过多少地方，自己已经数不清，但是没有一处可以挽留他行走的脚步，唯有今日高渐离的筑声，让他怎么也舍不得离开。
　　从此二人心性相投，在燕国集市上，载歌击筑，把盏言欢，欢喜处。嬉笑开颜，忧伤处，潸然泪下，即便这些神经质的状态，被集市上的人哗然，可是对知己而言，又如何呢？
　　人生难得一知己，悲欢喜悦与何人相干呢？我们各自欢喜就好。生为乱世，能够遇到如此懂得自己的人，是一件多么难得的幸福事情啊！
　　然而，这快意的知己日子，总归逃不过那个时代的残酷，千不该，万不该，荆轲不该是一位刺客，若不如此，又如何会被愚蠢的太子丹派去刺杀秦王，一去不复返。
　　倘若荆轲不是刺客，也就更不可能身如飘蓬，居无定所，也许不可能遇见高渐离，所有一切都是冥冥之中的注定吧！
　　“风萧萧兮，易水寒，壮士一去兮，不复还。”知己的离去，让高渐离心如刀割，整日独自击筑高歌，在痛苦中浑噩度日，这样疏懒的生活，无人懂他，对他来说已经倦怠了，他厌倦了这种孤独和苟且的日子。
　　他本可以大隐于野，疏远于喧嚣处，可是他同样选择了一条不归路。去咸阳宫为上宾演奏，最终被人认出，他并不害怕，倒是坦然自若。因为他心里清楚这里就是染过他知己——荆轲的鲜血的宫殿，若能在这里死去，也算是一种缘分。
　　然而事与愿违，秦王并没杀了他，给他一个痛快，而是熏瞎了他的双目，让他生不如死。在一次次的心伤中，他在筑中灌满了铅，仿效荆轲，想与秦王同归于尽，只是他心里非常清楚，他根本伤及不了秦王毫发。
　　他之所以如此，以卵击石，无非就是想痛快死去，是一种求死的方式罢了。千百年以后，后人深记那易水的水有多寒冷，那易水的风有多刺骨。那句“风萧萧兮，易水寒，壮士一去兮，不复还”里融入了多少痛苦和无奈？
　　几千年之后，易水的水，易水的风，易水的雪，一年复一年，而那个凄美的故事，也这样经久不衰的传颂着。
　　不由让我又想起伯牙绝弦的故事来，因为知己子期的离世，伯牙绝弦谢知音。
　　人世间有一种高山流水的知己，叫伯牙和子期，也有一种侠义知己，叫荆轲与高渐离。古语曰：“士为知己者死。”这可能是世间最高的知己情意了吧！
　　人生漫漫，朋友易得，知己难求。
　　知己情，是我们需要用生命去珍惜和呵护的情意。然而这个时代，情意似乎越来越廉价，从深交到陌生。若你遇到知己情，别忘了好好珍惜。