生物質垃圾發酵設備：生物質垃圾資源再次利用的技術

　　隨著經濟水平的提高、物質生產的豐富和城市化人口的擴大，城市生物質廢棄物的產量日益增加。城市垃圾中的生物質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，目前生物質的資源化利用顯然是一個研究熱點。根據生物質廢棄物的特點，厭氧發酵具有明顯的優勢，如不需要水調節，反應過程中不限制供氧，降低了機械能耗，產生了具有能源利用價值的沼氣。發酵殘渣經處理后可用作優質有機肥或液肥，反應過程對環境影響小。

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

     1.開發了生物質預處理設備和處理技術，提高了生物質厭氧發酵效率。“自動調節進料高度的粗硬秸稈切碎機”的研究獲得國內發明專利，適用于除雜、粉碎、制漿等多種物料特性的生物質垃圾均質預處理技術。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。

     研究篩選的生物質預處理技術可以提高生物質的產氣能力。研究表明，高溫高壓預處理優于氫氧化鈉預處理，其次是高溫水熱預處理和氫氧化鈣預處理。在相同濃度下，氫氧化鈉預處理優于氫氧化鈣預處理。在相同溫度下，加壓效果優于非加壓，加壓可以在一定程度上提高產氣率和甲烷含量。而Ca(OH)2比較常見，價格比NaOH低，而且環保，所以在經濟上優于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實際情況選擇。

生物質垃圾發酵設備

      2.開發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、嗜酸效率的產酸菌，創新了厭氧發酵新技術。結果如下：

      (1)從耐鹽污泥中分離純化出一株產甲烷菌(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)通過調節果蔬與廢水的比例，可以降低油脂和鹽度對產酸期的影響。產酸階段含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%廢產甲烷反應器的較佳水力停留時間為3天，而75%和100%廢產甲烷反應器的較佳水力停留時間為4天。綜合考慮甲烷日產量、化學需氧量降解率和VFA轉化率，50%廢產甲烷反應器優于其他反應器。綜合考慮產酸期和產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.針對生物質廢棄物厭氧消化產物中較難處理的沼液問題，開發了沼液膜濃縮分離和沼液配方肥技術及設備。對沼液肥料在農田的應用效果和生態安全性進行了研究。結果如下：

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

      (2)開發的沼液膜濃縮分離成套技術和設備能夠適應生物質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條件下的濃縮倍數為4-10倍，很合適。滲透水水質完全符合農田灌溉水質標準。沼液應用于沼液配方肥開發端，濃度系數應為10倍。

      (3)沼液肥和沼液營養液田間試驗結果表明，通過濃縮液濃縮技術和復配技術開發出氨基酸水溶肥料產品，產品符合國內標準。用豬糞濃縮液配制無土栽培營養液，進行小白菜無土栽培試驗。發現該營養液的產量和葉綠素含量均高于對照組(灰腺營養液處理)，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律。