對(duì)有機(jī)固廢厭氧消化技術(shù)的研究進(jìn)展
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共2頁
3、厭氧消化工藝厭氧消化處理固體廢物，通過技術(shù)革新逐步形成了以濕式完全混合厭氧消化、厭氧干發(fā)酵、兩相厭氧消化等為主的工藝形式。
濕式完全混合厭氧消化工藝（即濕式工藝）的應(yīng)用最早也最為廣泛。此工藝條件下固體濃度維持在15%以下，其液化、酸化和產(chǎn)氣3個(gè)階段在同一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，具有工藝過程簡(jiǎn)單、投資小、運(yùn)行和管理方便的優(yōu)點(diǎn)。這種工藝條件下漿液處于完全混合的狀態(tài)，容易受到氨氮、鹽分等物質(zhì)的抑制，因此產(chǎn)氣率較低。
厭氧干發(fā)酵又稱高固體厭氧消化，在傳統(tǒng)的厭氧消化工藝中固體含量通常較低，而高固體消化中固體含量可達(dá)到20%～35%.高固體厭氧消化主要優(yōu)點(diǎn)是單位容積的產(chǎn)氣量高、需水量少、單位容積處理量、消化后的沼渣不需脫水即可作為肥料或土壤調(diào)節(jié)劑。隨著固體濃度的加，干發(fā)酵工藝中需設(shè)計(jì)抗酸抗腐蝕性強(qiáng)的反應(yīng)器，同時(shí)還得解決干發(fā)酵系統(tǒng)中輸送流體粘度以及高固體濃度帶來的抑制問題。
兩相厭氧消化工藝即創(chuàng)造兩個(gè)不同的生物和營(yíng)養(yǎng)環(huán)境條件，如溫度和pH等。Ghosh最早提出優(yōu)化各個(gè)階段的反應(yīng)條件可以提高整體反應(yīng)效率，增加沼氣產(chǎn)量，從而提出了兩相厭氧消化。動(dòng)力學(xué)控制是兩相系統(tǒng)促進(jìn)相分離最常用的手段，根據(jù)酸化菌和產(chǎn)甲烷菌生長(zhǎng)速率的差異來進(jìn)行相分離。還有一些技術(shù)可促進(jìn)厭氧系統(tǒng)的相分離，如濾床在處理不溶性的有機(jī)物時(shí)可用來達(dá)到相分離。滲析、膜分離和離子交換樹脂等也可用于相分離。
多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為，采用相分離技術(shù)創(chuàng)造有利于發(fā)酵細(xì)菌的生態(tài)環(huán)境，避免有機(jī)酸的量積累，會(huì)提高系統(tǒng)的處理能力。Ghosh等利用厭氧消化處理垃圾衍生燃料（RDF），對(duì)比了單相式和兩相式反應(yīng)器的處理效果，發(fā)現(xiàn)兩相消化比傳統(tǒng)單相式反應(yīng)器，甲烷產(chǎn)量提高20％左右。Goel等人對(duì)茶葉渣進(jìn)行兩相厭氧消化研究，發(fā)現(xiàn)每去除1kgCOD，平均產(chǎn)氣量為0.48m3，COD去除率93％，甲烷含量73％。
兩相厭氧工藝的主要優(yōu)點(diǎn)不僅是反應(yīng)效率的提高而且增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，加強(qiáng)了對(duì)進(jìn)料的緩沖能力。許多在濕式系統(tǒng)中生物降解不穩(wěn)定的物質(zhì)在兩相系統(tǒng)中的穩(wěn)定性很好。雖然兩相工藝有諸多的優(yōu)點(diǎn)，但由于過于復(fù)雜的設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)，實(shí)際應(yīng)用中選擇的并不多。目前為止，兩相消化在工業(yè)應(yīng)用上并沒有表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性，投資和維護(hù)是其主要的限制性因素。
4、結(jié)語
Edelmann利用生命周期分析（LCA）認(rèn)為，厭氧消化是最適宜的有機(jī)固廢處理方法。有機(jī)固廢的厭氧消化技術(shù)已引起國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，它們?cè)谙{量有機(jī)廢物的同時(shí)，可獲得高質(zhì)量的堆肥產(chǎn)品和沼氣，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能的多層次循環(huán)利用。
我國(guó)目前在有機(jī)垃圾厭氧消化工程應(yīng)用方面的研究很少，厭氧消化的研究主要集中在水處理方面。各種厭氧發(fā)酵工藝實(shí)際應(yīng)用中所存在的最問題是規(guī)模化運(yùn)行的自動(dòng)化程度較低，技術(shù)裝備差。因此，對(duì)厭氧消化的最佳生物轉(zhuǎn)化條件、生態(tài)微環(huán)境以及設(shè)計(jì)完善的過程控制系統(tǒng)等方面，還需要進(jìn)一步深入研究，以達(dá)到最佳的處理效果。
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