易腐垃圾干法厭氧沼氣工程工藝研究

李鴻佳

摘要：易腐垃圾的處理工作整體難度較高，為了可以實現(xiàn)能源的最高水平利用，會對其厭氧處理，獲得的沼氣供應(yīng)民眾和工業(yè)系統(tǒng)?；趯σ赘煞▍捬跽託夤こ坦に嚨难芯浚疚难芯苛嗽摴こ痰墨@取數(shù)據(jù)類型與具體工作方法，并深入探討了在具體工作中相關(guān)參數(shù)的設(shè)定形式，以充分提高該項技術(shù)使用過程中的沼氣生成量。

關(guān)鍵詞：易腐垃圾;干法厭氧沼氣工程;生產(chǎn)工藝

易腐垃圾干法厭氧沼氣工程的運行中，當(dāng)前開發(fā)出的方法相對較多，主要區(qū)別包括物料的供給方法差別、物料的預(yù)處理方法差別、向物料中加入的內(nèi)容物差別等，要求所有的參數(shù)都要經(jīng)過全面專業(yè)的分析。雖然易腐垃圾干法厭氧沼氣工程工藝中對于投入的水資源要求較低，但是也要經(jīng)過合理的分析，才可以確保物料的處理質(zhì)量提高。

一、易腐垃圾干法厭氧沼氣工程的運行原理

（一）垃圾分類篩選易腐垃圾干法厭氧沼氣工程的實施過程并非所有類型的垃圾都適用于整套加工體系，為了防止損壞設(shè)備或者反應(yīng)速度下降，需要落實垃圾的分類篩選工作。具體工作中，需要落實對無法反應(yīng)物質(zhì)的去除和篩選工作，同時也需要做好對于其中含有無法降解垃圾的分類工作[1]。篩選過程中可以利用離心力完成任務(wù)，比如垃圾混合物中含有的土壤顆粒、石塊等，要基于對所有混合物內(nèi)容的分析和明確，確定最終獲得的物質(zhì)中是否雜質(zhì)過多導(dǎo)致反應(yīng)效率過低以及產(chǎn)生的沼氣總量下降。對于塑料等不可降解垃圾，當(dāng)無法反應(yīng)垃圾中的總量不高于中30%時對于該系統(tǒng)的影響有限，但是在沼渣使用階段會對土壤造成不利影響，所以對其的處理工作需要納入管理框架。

（二）垃圾厭氧發(fā)酵易腐垃圾干法厭氧沼氣工程中要分析垃圾的厭氧處理工作方法，必然會采用厭氧菌參與，一方面該細(xì)菌的生長和繁殖過程中需要保持環(huán)境的濕潤性，另一方面生成的綜合性產(chǎn)物中也會存在大量的厭氧菌，若直接將其排放，會導(dǎo)致反應(yīng)過程需要持續(xù)不斷加入和培養(yǎng)厭氧菌，自然不利于成本控制，同時菌群培養(yǎng)與繁殖過程耗時過長，不利于沼氣供氣的穩(wěn)定性。此外沼氣的生成過程中，需要嚴(yán)格控制環(huán)境參數(shù)，包括酸堿度、溫度、濕度、氣體濃度等，可以通過模擬分析模式確定各類參數(shù)的最佳使用范圍。（三）生成沼渣脫水沼渣脫水的目的是生成沼液和固體生成物，其中沼液中含有大量的厭氧菌，可以將其循環(huán)利用，或者經(jīng)過一定流程的液體參數(shù)處理之后反饋到厭氧菌發(fā)酵罐中，降低發(fā)酵成本的同時提高反應(yīng)效率。對于形成的沼渣固體物質(zhì)，其中含有多種營養(yǎng)物質(zhì)，同時垃圾中的大分子有機物會被水解成小分子物質(zhì)，生成的營養(yǎng)物質(zhì)更容易被植物吸收，所以在經(jīng)過處理之后可以作為有機肥料使用。脫水過程通常采用物理壓縮法、烘干法等，其中物理壓縮法結(jié)合生化干燥法的應(yīng)用最為廣泛。

（四）循環(huán)處理工藝在循環(huán)處理工藝中，并非為對于反應(yīng)物的循環(huán)處理，而是對其中產(chǎn)生的高密度厭氧菌群的使用，才可以讓沼氣的生成效率、生成總量提高。在實際的工作中，需要將生成的沼液濃縮處理，反饋到易腐垃圾反應(yīng)罐中，在最短時間內(nèi)完成沼氣從生成到火電發(fā)電上網(wǎng)供電工作流程。實際工作中，循環(huán)處理工作需要提高所有參數(shù)的分析水平，并且也要落實對于沼液的進一步處理和研究工作，為反應(yīng)物的后續(xù)處理與反應(yīng)工作奠定基礎(chǔ)。

二、易腐垃圾干法厭氧沼氣工程的數(shù)設(shè)定

（一）物料參數(shù)處理易腐垃圾干法厭氧沼氣工程中的物料參數(shù)處理中，需要完成的工作任務(wù)首先是對于物料來源和可以參與反應(yīng)的物質(zhì)含量分析，其次是對于物料類型的分析，包括植物枝葉、餐廚垃圾等，最后是對于物料的分類工作，包括無法參與反應(yīng)雜物的去除、無法降解材料的控制等，要求所有的參數(shù)都需要按照該系統(tǒng)的實際物料參數(shù)合理分析，才可以讓生成的物料符合工作指標(biāo)。實際工作中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前常見的易腐垃圾中，預(yù)處理之后的垃圾固體含量維持在20%到53%區(qū)間內(nèi)，通常情況下固體含量的平均值為36%。揮發(fā)性固含量維持區(qū)間為45%到70%，通常平均值為60%，無法降解部分內(nèi)容的重量占比為30%到60%，在具體的工作中，要經(jīng)過進一步的加工和處理提高沼氣的生成量。

（二）溫度參數(shù)處理在溫度參數(shù)的處理過程中，從理論分析上來看，當(dāng)溫度過高或過低時都會影響厭氧菌群的活性，尤其是溫度過高情況，會導(dǎo)致厭氧菌的大規(guī)模死亡，導(dǎo)致最終生成的沼氣效率過低[2]。目前的研究中，確定厭氧菌群的最佳繁殖和工作溫度要保持在50-55℃范圍之內(nèi)，讓反應(yīng)物的反映效率進一步提高，考慮到沼氣池的環(huán)境特殊性，難以通過大量人員的派遣或者持續(xù)性人力測溫工作調(diào)整反應(yīng)區(qū)間的溫度，采取的方法是在沼氣池內(nèi)設(shè)置電加熱裝置，之后研究和分析該方法的實際作用形式，可以采用PID控制系統(tǒng)完成任務(wù)，其通過檢測裝置獲得當(dāng)前該反應(yīng)空間中的溫度并自主調(diào)整。

（三）固體參數(shù)處理易腐垃圾干法厭氧沼氣工程的固體參數(shù)控制過程，主要是實現(xiàn)對于進料物資的精確科學(xué)控制，讓該參數(shù)可以維持穩(wěn)定。在具體的工作過程，通常不考慮加入物料之后的生成物總量，只需要具體研究當(dāng)前固體物料的加入量。通過對于目前常用設(shè)備處理能力的研究，通常實際生產(chǎn)中，物料的加入速度為100噸/天，該過程產(chǎn)生的包括殘渣沼液總量為50立方米/天，沼液的產(chǎn)生量為0.5立方米。在生成殘渣的處理中，非生化處理的情況下，生成量為35噸/天，而在完成了生化處理工作后，則殘渣的實際生產(chǎn)量為25噸/天。通過實際生成殘渣和原有焚燒處理方法的對比結(jié)果上來看，易腐垃圾干法厭氧沼氣工程的殘渣總量整體下降70%到80%，會進一步提高垃圾的處理質(zhì)量。

三、易腐垃圾干法厭氧沼氣工程的工藝優(yōu)化

（一）物料利用路徑規(guī)劃實際反應(yīng)過程的路徑為物料的預(yù)處理-厭氧發(fā)酵-沼渣脫水-沼液獲得，對于厭氧發(fā)酵之后產(chǎn)生的沼氣，可以被火電發(fā)電廠使用，同時產(chǎn)生的電能可以被上網(wǎng)銷售并獲得收益。沼渣脫水工作的另一個工作流程為處理該過程中產(chǎn)生的殘渣，并對其生化處理，該殘渣可以作為植物栽培中的有機肥料使用[3]?，F(xiàn)有的工作路徑中通常不考慮反應(yīng)中生成沼液的應(yīng)用，原因是沼液的排出量僅為0.5立方米，相對于整個反應(yīng)系統(tǒng)來說數(shù)量較低。本文提出的方法為，將該過程中生成的沼液回流到反應(yīng)罐中，同時通過沼液酸堿度、排氣口沼氣物質(zhì)的分析，分析目前反應(yīng)罐中的液體參數(shù)，根據(jù)實際情況確定是否需要向該系統(tǒng)中加入相應(yīng)的酸性物質(zhì)。

（二）溫度參數(shù)控制在易腐垃圾干法厭氧沼氣工程的自動控制系統(tǒng)建設(shè)中，一方面是對于整個反應(yīng)空間的溫度控制工作，另一方面是整個反應(yīng)工作生產(chǎn)線的參數(shù)控制工作，要通過對該系統(tǒng)的全面檢測才可以防止出現(xiàn)安全問題。對于溫度控制系統(tǒng)，可以將其視作整個反應(yīng)工作線中的一個特定子系統(tǒng)建設(shè)，要求建成的綜合控制系統(tǒng)借助的控制思路為PLC控制系統(tǒng)。其中針對反應(yīng)空間限定工作來說，工作形式一方面為控制系統(tǒng)的具體運行模式，通過計算機控制系統(tǒng)獲得反應(yīng)空間的溫度參數(shù)，之后研究該系統(tǒng)的具體模式，另一方面要檢測反應(yīng)物中的反應(yīng)物質(zhì)含量，同時也要研究當(dāng)前物料的日常流入量、酸堿度的調(diào)整方法、沼氣生成量的監(jiān)管和記錄，以確保所有的工作參數(shù)符合工作指標(biāo)。

四、結(jié)論

綜上所述，易腐垃圾干法厭氧沼氣工程工藝中常用的技術(shù)包括自動控制技術(shù)、物料處理技術(shù)、環(huán)境控制技術(shù)等，需要在收集了所有的參數(shù)之后研究目前的反應(yīng)狀態(tài)。實際工作階段，要合理控制反應(yīng)物的加入量、反應(yīng)物的類型和相關(guān)工作參數(shù)，以提高該系統(tǒng)的運行穩(wěn)定程度。

參考文獻：

[1]陳明冠.推進農(nóng)村人居環(huán)境整治打造生態(tài)宜居美好泰州[J].江蘇農(nóng)村經(jīng)濟，2020（01）：29-31.