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城市生活垃圾资源化处理之厌氧发酵

什么是生活垃圾厌氧发酵?

厌氧发酵是生活垃圾实现资源化处理的有效途径之一。那么什么是生活垃圾厌氧发酵呢?生活垃圾的厌氧发酵是指在无氧条件下,微生物分解有机物,其中的C、H、О转化为沼气——甲烷和二氧化碳,而N、P、K等微量元素存于残留物中并转化为易被动植物吸收利用的过程。

垃圾厌氧消化循环利用体系

垃圾厌氧消化循环利用体系是通过垃圾分选、湿式厌氧消化、沼气发电、沼液沼渣资源化利用四个部分组成绿色能源循环网,实现资源的大程度利用。

城市生活垃圾厌氧消化循环利用体系示意图
城市生活垃圾厌氧消化循环利用体系示意图

为什么要建立生活垃圾厌氧消化循环利用体系?

研究建立垃圾厌氧消化循环利用体系有充分的必要性,主要体现如下:

1、从我国有机垃圾的成分特点来看,我国城市有机垃圾高含水率,低热值、营养成分含量高等特点,符合一般厌氧处理的固含量及其他方面的要求;

2、从能源回收的情况来看,厌氧消化产生的沼气可以作为能源加以有效利用,沼液、沼渣可作为蔬菜大棚的有机肥料和土壤改良剂回收利用,具有巨大的市场潜力和应用前景;

3、从对环境影响来看,反应过程要求保持厌氧状态,则反应设备均为密闭状态,不会有

废气、异味逸出,同时减少了CO,CH等温室气体的排放,对环境的影响小;

4、从投资运行成本来看,尽管前期投资相对较大,但厌氧消化启动不需要外部投资,同时消化产生的沼气用来发电除了满足自身需要以外,还可以并入电网,增加了成本的回收,消化后产生的残渣数量较少,其后续处理及运输所需的成本也相对较低。

5、从社会效益来看,上网电力可缓解地方电力紧张,循环经济模式促进产业整合与一体化,带动果蔬种植业及配套服务业的发展,有利于我国建设节约型可持续社会。

湿式连续厌氧消化循环利用工艺流程

湿式连续厌氧消化工艺是目前已发展成熟的生活垃圾处理技术,循环利用流程主要包括四个阶段:垃圾分选及预处理、厌氧消化、沼气发电和残余物资源化。

1、垃圾分选及预处理

混合垃圾经称重计量后,进入分选系统,破袋后由给料机均匀送入滚筒筛进行筛分,将粒径位合适的小颗粒垃圾筛分下来后进人厌氧发酵工序,大于80mm 以上的垃圾料继续进行分拣回收后再进行破碎处理,然后将破碎后的垃圾送入厌氧发酵间。

垃圾中规定的物料由人工手选回收。机械分选主要由磁选及机械破碎两部分组成,通过此工序后,垃圾料中的铁类金属被分选回收,筛上物被破碎处理,减小粒径,从而利于提高后续水力分离分选工艺的分选效果。

筛下物首先经过磁选,分离出铁类金属,而后通过深水滚动分洗设备。根据物质比重的不同,渣土、电池、石块等较重的物质沉入设备下部,而较轻的物质如纸张、塑料等则漂浮于上部。沉下物和漂上物分别送入回收系统进行回收处置。然后将中间物送入沉淀处理罐,将沉淀后物料送入厌氧发酵工序。

备好的待消化物料固体含量约为15%,温度37℃,按反应器中反馈的温度进行调节。

城市生活垃圾破碎、分选系统
垃圾预处理设备

2、厌氧消化流程

设备包括稀释与混合稠泥状垃圾的混合池和厌氧发酵罐,垃圾在混合池中混合,使干物质含量在20%~35%之间,加热由蒸汽喷射提供,混合物由活塞泵打入反应器底部,停留2周,有机物在微生物作用下降解,形成性能稳定的易被农作物吸收的腐熟有机物,同时产生大量沼气。为使发酵物质均质化,可采用气动混合装置,沼气在压力下通过喷射管从发酵罐底部喷人罐内。用于混合搅拌的沼气可循环使用。

料液从发酵罐中排出后,再经过机械挤压固液分离,得到固态成品和液态的污泥。为了分离悬浮固体,污泥需进一步处理。处理后的清液可用于垃圾的稀释,剩余部分可作为果蔬营养剂。

3、沼气发电流程

由厌氧发酵罐来的沼气温度较高,约为40℃左右,湿度达90%,且含有少量腐蚀性的硫化氢,因此气体应依次经过冷却分离系统脱除水分、脱硫装置、加压储存系统,然后送入燃气轮机/内燃机发电机组。所生产的电能一部分除自身设备使用外,还有约1/2可输入当地电网。所产生的热能除供给发酵室升温和恒温外,剩余部分可供给温室蔬菜大棚恒温。

4、沼液沼渣高温好氧堆肥

由于厌氧消化后的产物中还含有一定量的可生物降解物质以及细菌等微生物,对人体和环境有一定的危害,不能直接出售或排放,可进行好氧堆肥处理降解有机质、杀灭细菌。

厌氧消化后的剩余物质进入好氧堆肥反应器,在低压条件下进行物料的熟化和干化。这一过程在密闭的构筑物中发生,需堆放至少2个星期,然后再取出并通风。将堆肥的精处理,去除惰性物质后用作土壤改良剂或者与氮、磷、钾肥等化工原料混台造粒,经过烘干、冷却、筛分等工艺,进一步制取有机复混肥。可直接用于大棚种植业或包装出售。

厌氧消化和堆肥中产生的CO,可经收集纯化后作为温室蔬菜大棚气肥使用,使碳排放量降低。

厌氧发酵是城市生活垃圾资源化的重要方式,为我国城市突破“垃圾围城”困境提供了一条有效解决途径,值得加以应用和推广。为了配合城市生活垃圾厌氧发酵的顺利进行,洁普智能环保推出了生活垃圾预处理生产线,生产线主要由输送设备、分选设备、破碎设备组成,能很好契合厌氧发酵工艺中的生活垃圾分选及预处理流程。如果您想了解更多生活垃圾资源化方式和设备的话,联系我们看看我们做过的项目案例吧!

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