前言
隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,城市規(guī)模和人口數(shù)量迅速擴大和增加,伴隨而來的城市生活垃圾也與日俱增,城市生活垃圾的污染已經(jīng)成為一個非常嚴(yán)重的社會問題。
我國是一個資源相對貧乏的國家,城市生活垃圾處理技術(shù)起步較晚,目前,多數(shù)城市生活垃圾露天堆放,且絕大部分為混裝,成分復(fù)雜、熱值低、含水率高。由于技術(shù)、設(shè)備、管理上的問題,城市垃圾對大氣、地下水源、土地資源的污染以及垃圾圍城現(xiàn)象對城市生活環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅,垃圾處理問題已經(jīng)成為各級政府高度重視的問題。到目前為止,在垃圾處理方式中,78.5%為簡易填埋處理,21.5%為簡易堆肥處理。這期間存在的突出問題是:垃圾處理工作還沒引起足夠的重視;垃圾處理投入不足;從事垃圾處理的科技人員少;垃圾處理水平低。
綜合我國目前投入運行的垃圾處理廠情況,大多數(shù)是采用垃圾堆肥、焚燒、衛(wèi)生填埋等常規(guī)方法,少數(shù)垃圾處理廠采取垃圾綜合利用方法。由于填埋和焚燒占地面積大、投資較高,在中小城市很難推廣。因此,在城市垃圾處理方面,生活垃圾生物處理技術(shù)及好氧發(fā)酵技術(shù)有著無可比擬的優(yōu)越性和廣闊發(fā)展?jié)摿ΑT摷夹g(shù),由于工程投資少,處理方法科學(xué),運行費用低,非常適合中小城市使用?,F(xiàn)謹(jǐn)對好氧發(fā)酵的基本知識及影響好氧發(fā)酵速度的幾點因素加以分析研究。
一、有機發(fā)酵的基本知識
發(fā)酵是一個分解過程,它包括在最適宜的狀態(tài)下有機殘渣的微生物轉(zhuǎn)化及借助微小有機體形成腐殖質(zhì)。發(fā)酵一般可描述為厭氧或好氧過程。厭氧過程一般在缺氧狀態(tài)下產(chǎn)生,它的形成如下所示:
有機物質(zhì)+厭氧菌+二氧化碳+水→氣態(tài)甲烷(沼氣)+氨+最后產(chǎn)物
厭氧分解后的產(chǎn)物中含許多喜熱細(xì)菌并會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。其中明顯含有有機脂肪酸,乙醛,硫醇(酒味),硫化氫氣體還夾雜著一些化合物及一些有害混合物。例如:硫化氫,它是一種非?;钴S并能致人于死地的高濃度氣體,它能很快地與一部分廢棄的有機質(zhì)結(jié)合形成黑色有異味的混合物。厭氧分解一般在掩埋式垃圾處理中使用。
好氧分解過程一般在有氧和有水的情況下產(chǎn)生,它的形成如下所示:有機物質(zhì)+好氧菌+氧氣+水→二氧化碳+水(蒸氣狀態(tài))+硝酸鹽+硫酸鹽+氧化物
好氧分解后的產(chǎn)物是通過適濕細(xì)菌的微妙活動而形成的,適濕細(xì)菌吞食有機殘渣中的碳元素,在呼吸中消耗氧,產(chǎn)生二氧化碳,二氧化碳實際是一種細(xì)菌呼吸及磨擦后所產(chǎn)生的氣體。這種反應(yīng)過程無任何有害物質(zhì)產(chǎn)生,盡管沒有一種生物分解是無味的,但經(jīng)過正確處理的好氧發(fā)酵所產(chǎn)生的氣味很小。國外采用翻堆機進(jìn)行垃圾堆肥處理,就是典型的好氧發(fā)酵消納城市生活垃圾的技術(shù)。
二、工藝流程的基本描述
好氧發(fā)酵是環(huán)境所能接受的最好的垃圾處理方式,其中有兩種形
式可供使用,一種是封閉型艙式容器,它可與一種精密機械相結(jié)合,放置在發(fā)酵工廠,另一種就是敞開式發(fā)酵。封閉艙式發(fā)酵又可細(xì)分為兩種:靜態(tài)與動態(tài)。在靜態(tài)系統(tǒng)中,空氣一般直接通入封閉容器(象船艙),空氣可被吹入(正壓)或吸進(jìn)(負(fù)壓)。相比之下動態(tài)翻滾式系統(tǒng)用得可能較多。
其實最經(jīng)濟實用的是敞開式發(fā)酵方式。因為它操作方便,按裝成本低并且功效高。艙式發(fā)酵系統(tǒng)的安裝成本是敞開式發(fā)酵系統(tǒng)安裝成本的4-5倍,同時操作成本也是敞開式發(fā)酵系統(tǒng)的3倍。利用翻堆機處理生活垃圾系統(tǒng)就是一種敞開式發(fā)酵方式。概括的說,對城市生活垃圾的敞開式發(fā)酵可分為五個主要部分:
1.初步分揀
2.敞開式發(fā)酵
3.污染物的篩分
4.發(fā)酵物的成熟及制肥
5.運送
城市垃圾的潔凈程度與發(fā)酵的成本和效率有著直接聯(lián)系,最初分
揀是保證產(chǎn)品潔凈的最經(jīng)濟的方法。
如果最初分揀系統(tǒng)較完善,也就是說最初就將有機部分從無機物中分選出來,那么操作成本就會降低,效率就會升高。最后的產(chǎn)品質(zhì)量也會提高。
一般在垃圾被運入發(fā)酵直道,首先被傾倒在一個水平分選帶上進(jìn)行初次分選。然后翻堆機駛?cè)氤尚蔚陌l(fā)酵直道,與此同時垃圾被噴灑菌種、通氣、破碎、松散、混合和翻轉(zhuǎn),所有的垃圾都會被上下徹底的翻轉(zhuǎn)。作為加工系統(tǒng)的一個重要部分,每一批垃圾都會被噴入適量的菌種,它們對提高好氧發(fā)酵率很重要。
發(fā)酵完畢,下一個工序是清理。這時直道上的發(fā)酵物將被運入篩選工段,篩去一些無機物,如:塑料、玻璃、各種金屬和人造織物等。篩選后的有機物被放入制肥工段生產(chǎn)顆粒有機復(fù)合肥。