生物質(zhì)垃圾發(fā)酵設備：生物質(zhì)垃圾資源再次利用的技術(shù)

　　隨著經(jīng)濟水平的提高、物質(zhì)生產(chǎn)的豐富和城市化人口的擴大，城市生物質(zhì)廢棄物的產(chǎn)量日益增加。城市垃圾中的生物質(zhì)垃圾成分約占垃圾總量的65% ~ 80%，尤其是在廚房、水果和蔬菜中，目前生物質(zhì)的資源化利用顯然是一個研究熱點。根據(jù)生物質(zhì)廢棄物的特點，厭氧發(fā)酵具有明顯的優(yōu)勢，如不需要水調(diào)節(jié)，反應過程中不限制供氧，降低了機械能耗，產(chǎn)生了具有能源利用價值的沼氣。發(fā)酵殘渣經(jīng)處理后可用作優(yōu)質(zhì)有機肥或液肥，反應過程對環(huán)境影響小。

       尋求一種低成本、高效的生物質(zhì)廢棄物資源化和無害化處理技術(shù)，生物質(zhì)垃圾發(fā)酵設備能夠變廢為寶，實現(xiàn)廢棄物資源化，為未來生物質(zhì)廢棄物的處置和管理提供參考，具有良好的學術(shù)價值和應用前景

     1.開發(fā)了生物質(zhì)預處理設備和處理技術(shù)，提高了生物質(zhì)厭氧發(fā)酵效率。“自動調(diào)節(jié)進料高度的粗硬秸稈切碎機”的研究獲得國內(nèi)發(fā)明專利，適用于除雜、粉碎、制漿等多種物料特性的生物質(zhì)垃圾均質(zhì)預處理技術(shù)。單機處理能力1000公斤/小時以上，噸料比能耗小于20千瓦時/噸垃圾，處理效率提高15%以上。

     研究篩選的生物質(zhì)預處理技術(shù)可以提高生物質(zhì)的產(chǎn)氣能力。研究表明，高溫高壓預處理優(yōu)于氫氧化鈉預處理，其次是高溫水熱預處理和氫氧化鈣預處理。在相同濃度下，氫氧化鈉預處理優(yōu)于氫氧化鈣預處理。在相同溫度下，加壓效果優(yōu)于非加壓，加壓可以在一定程度上提高產(chǎn)氣率和甲烷含量。而Ca(OH)2比較常見，價格比NaOH低，而且環(huán)保，所以在經(jīng)濟上優(yōu)于NaOH預處理。壓力處理對設備要求較高，耗能較大，在實際應用中應根據(jù)實際情況選擇。

生物質(zhì)垃圾發(fā)酵設備

      2.開發(fā)了高固體分兩相厭氧消化工藝和設備，篩選和選育了高耐酸、嗜酸效率的產(chǎn)酸菌，創(chuàng)新了厭氧發(fā)酵新技術(shù)。結(jié)果如下：

      (1)從耐鹽污泥中分離純化出一株產(chǎn)甲烷菌(M-1)。該菌株的較適生長溫度為35，較適酸堿度為30 ~ 40，較適鹽度為7.0，較適鹽度為7.0 ~ 7.5，較適鹽度為1%，較適鹽度為0% ~ 2%，較適鹽度為4%以上。

       (2)通過調(diào)節(jié)果蔬與廢水的比例，可以降低油脂和鹽度對產(chǎn)酸期的影響。產(chǎn)酸階段含25%、50%、75%和100%廢水的混合垃圾的較佳水力停留時間分別為10d、15d、15d和20d。綜合考慮生物降解率和酸化程度，25%廢水。

        (3)25%和50%廢產(chǎn)甲烷反應器的較佳水力停留時間為3天，而75%和100%廢產(chǎn)甲烷反應器的較佳水力停留時間為4天。綜合考慮甲烷日產(chǎn)量、化學需氧量降解率和VFA轉(zhuǎn)化率，50%廢產(chǎn)甲烷反應器優(yōu)于其他反應器。綜合考慮產(chǎn)酸期和產(chǎn)甲烷期的性能和效率，建議高粱的果蔬比例控制在25%-50%之間。

       3.針對生物質(zhì)廢棄物厭氧消化產(chǎn)物中較難處理的沼液問題，開發(fā)了沼液膜濃縮分離和沼液配方肥技術(shù)及設備。對沼液肥料在農(nóng)田的應用效果和生態(tài)安全性進行了研究。結(jié)果如下：

      (1)分析了沼液營養(yǎng)成分和污染成分的年變化，發(fā)現(xiàn)冬季沼液指標高于其他季節(jié)，污染元素在可控范圍內(nèi)，為沼液濃度提供了依據(jù)。

      (2)開發(fā)的沼液膜濃縮分離成套技術(shù)和設備能夠適應生物質(zhì)垃圾厭氧沼液的濃縮處理。納濾膜濃縮實驗中，超濾透過液在1.0兆帕的操作壓力和25的溫度下濃縮，沼液在pH  8條件下的濃縮倍數(shù)為4-10倍，很合適。滲透水水質(zhì)完全符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準。沼液應用于沼液配方肥開發(fā)端，濃度系數(shù)應為10倍。

      (3)沼液肥和沼液營養(yǎng)液田間試驗結(jié)果表明，通過濃縮液濃縮技術(shù)和復配技術(shù)開發(fā)出氨基酸水溶肥料產(chǎn)品，產(chǎn)品符合國內(nèi)標準。用豬糞濃縮液配制無土栽培營養(yǎng)液，進行小白菜無土栽培試驗。發(fā)現(xiàn)該營養(yǎng)液的產(chǎn)量和葉綠素含量均高于對照組(灰腺營養(yǎng)液處理)，但無顯著差異。沼液肥對水稻、西瓜和柑橘的效果顯著。

      (4)連續(xù)兩年施用沼液和不施用沼液的土壤重金屬含量沒有明顯差異，不同沼液施用量的土壤重金屬積累和遷移沒有顯著規(guī)律。