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词条 厌氧消化技术
释义

厌氧消化技术在世界各地广泛应用,大部分处理城市生活有机垃圾的厂处理量在2500t/a以上。而在我国尚无采用这样的大型处理厂,可能是因为厌氧消化技术的投资成本比好氧堆肥要高,一般多1.2-1.5倍。但考虑到有机垃圾厌氧消化处理的良好经济效益(生物气用来发电或供热以及优质卫生的肥料),每吨垃圾的处理费用与传统的好氧堆肥相当(JMa-ta-Alvarez et al,1999)。并且厌氧消化具有良好的环境效益:与好氧堆肥相比占地少,大大减少了温室气体(CO2、CH4)、臭气的排放等。从生命周期观点看,厌氧消化比其他的处理方式更经济。因此,在我国厌氧消化技术是一项具有很有前景的有机垃圾处理技术。

厌氧消化技术:湿式连续多级发酵系统

多级工艺原理:按照消化过若翰勺规律,有机垃圾分别在不同的反应器内进行酸化水解、产甲烷。首先将垃圾通过固液分离机分为固体和液体,液体部分直接进人产甲烷阶段反应器进行消化1-2d;固体部分进人水解池,2-4d以后垃圾再经过分离,再使液体进入产甲烷阶段反应器。经过消化,大约60%-70%的有机物质转化为生物气。

BTA工艺-丹麦Helsingor BTA/carlbro处理厂

丹麦HelsipgorBTA/carlbro处理厂即采用此项工艺,本厂建于1993年,处理分类收集的生活垃圾,处理量20,000t/a。分类收集的垃圾先送到垃圾仓,再经过破袋、破碎、打浆、巴斯德消毒。这样,垃圾分为液体、固体部分:液体进入消化罐;而固体进入水解池,在水解池中固体分解为有机酸,池内的液体再送入消化罐。

Helsingor垃圾处理厂每年产生大约300万m3生物气,用于热电联产。垃圾处理厂配有换热器,可以用厌氧过程中产生的沼气来在预处理阶段加热垃圾。

TBW Biocomp工艺-德国Thronhofen处理厂

Thronhofen垃圾处理厂从1996年开始运营,处理能力13,000t/a,处理分类收集的有机垃圾和农业中的液态垃圾。

Biocmp工艺是堆肥、发酵的结合。垃圾先经过滚动筛,分离出粗垃圾去堆肥,细垃圾去消化罐。再用手选来去除无机物,用磁选去除废铁。细的有机物质经过破碎机破碎后,加水稀释,使固含率为10%。接着混合物送到贮存池,中温(35℃)反应池(采用桨板搅拌。停留时间14d)。从一级消化池底部取出的活性污泥送入二级上向流高温(55℃)消化池,水力停留时间14d。经过高温消化后,大约60%的有机物质转化为生物气。

厌氧消化技术:干式单级发酵系统

Biocel工艺-荷兰Ielystad处理厂

Biocel工艺是中温干式序批式有机垃圾厌氧消化技术,处于发展阶段。荷兰lelystad处理厂,处理量50000t/a,反应器内垃圾固含率30%- 40%,消化温度35- 40℃,固体停留时间最少10d。

Dranco工艺-比利时Brecht处理厂

Dranco (Dry Anaerobic Composting)工艺是比利时有机垃圾系统公司(Organic Waste Systems)开发的,是一项成熟工艺。工艺的主要单元是单级高温反应器,负荷l0kgCOD/ (m3d),温度50- 5890,停留时间为20d(15- 30d),生物气产量100- 200m3/t垃圾,发电量170-350kwh/t垃圾。进料的固体浓度在15%-40%范围内。有机垃圾系统公司已开发出Dranco - Sep工艺,可在固含率5%- 20%范围内操作。

欧洲现在至少有4座Dranco工艺大型垃圾处理厂,处理能力为11,000t/a到35,000t/a。在比利时北部Brecht的处理厂采用的就是本工艺,处理能力12,000t/a。有机垃圾先经过手工分选、切碎,筛分以去除大颗粒,用磁选分离金属物质,加水混和,接着送入808m3的消化器中。消化器的新鲜物料投配率为5%。消化液经过好氧塘处理之后,排放到当地污水处理厂。消化后的垃圾利用脱水机脱水至固含率55%,而经过好氧稳定两周,即可得到卫生、稳定化的肥料。

瑞士Kompogas工艺

本工艺是干式、高温厌氧消化技术,由瑞士Kom-pogasAG公司开发,处于发展阶段。目前,在瑞士、日本等国家建立大约18个垃圾处理厂,其中年处理量10,000t/a以上的有12个。

有机垃圾首先经过预处理达到以下要求:固含率(DS)30%-45%,挥发性固体含量(VS)55%-75%(ofDS)。粒径40mm,pH4.5-7,凯氏氮(4g/kg,C/N)18。然后进入水平的厌氧反应器进行高温消化。消化后的产物含水率高,首先进行脱水,压缩饼送到堆肥阶段进行好氧稳定化,脱出的水用于加湿进料或作为液态肥料。产生的生物气效益:10,000吨有机垃圾可产生118万Nm3KOMP-GAS气体,其中蕴含的总能量为684万kwh,相当于71万升柴油,可供车辆行驶1000万km。

法国Valorga工艺

本工艺是由法国SteinmuellerValorgaSarl公司开发,采用垂直的圆柱形消化器,是一项成熟工艺。反应器内垃圾固含率25%-35%,停留时间14-28d,产气量80-180Nm3/t。消化后的固体稳定化需要进行14d的好氧堆肥。

目前已建成的处理厂有:法国Amiens处理厂(处理能力:85,000t/a);德国Engelskirchen处理厂(处理能力:35,000t/a)、Freiberg处理厂(处理能力:36,000t/a);比利时Mons处理厂(处理能力:58,700t/a);瑞士Geneva处理厂(处理能力:10,000t/a);西班牙CadiZ处理厂(处理能力:210,000t/a)等。

厌氧消化技术:其他新工艺

目前美国、德国等国家正在积极地进行城市生活有机垃圾的厌氧消化技术研究,其内容主要包括以下工艺: ●序批式厌氧堆肥工艺(SEBAC,orLeach-BedProcess)(美国) ●干式厌氧消化+好氧堆肥(美国) ●半干式厌氧消化+好氧堆肥(意大利) ●渗沥液床两相厌氧消化(英国) ●两相厌氧消化(德国) ●有机垃圾处理工艺(Biowaste Process)(丹麦) ●干式厌氧消化+好氧堆肥(美国) ●厌氧固体消化器(APS-Digester)(美国) 可以预见将来厌氧消化技术会取得飞跃的发展,在工程中的应用也会越来越广泛。

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更新时间:2025/2/4 4:17:35