易腐垃圾干法厌氧沼气工程工艺研究

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摘要：易腐垃圾的处理工作整体难度较高，为了可以实现能源的最高水平利用，会对其厌氧处理，获得的沼气供应民众和工业系统。基于对易腐垃圾干法厌氧沼气工程工艺的研究，本文研究了该工程的获取数据类型与具体工作方法，并深入探讨了在具体工作中相关参数的设定形式，以充分提高该项技术使用过程中的沼气生成量。

关键词：易腐垃圾；干法厌氧沼气工程；生产工艺

易腐垃圾干法厌氧沼气工程的运行中，当前开发出的方法相对较多，主要区别包括物料的供给方法差别、物料的预处理方法差别、向物料中加入的内容物差别等，要求所有的参数都要经过全面专业的分析。虽然易腐垃圾干法厌氧沼气工程工艺中对于投入的水资源要求较低，但是也要经过合理的分析，才可以确保物料的处理质量提高。

1.易腐垃圾干法厌氧沼气工程的运行原理

(1)垃圾分类筛选易腐垃圾干法厌氧沼气工程的实施过程并非所有类型的垃圾都适用于整套加工体系，为了防止损坏设备或者反应速度下降，需要落实垃圾的分类筛选工作。具体工作中，需要落实对无法反应物质的去除和筛选工作，同时也需要做好对于其中含有无法降解垃圾的分类工作[1]。筛选过程中可以利用离心力完成任务，比如垃圾混合物中含有的土壤颗粒、石块等，要基于对所有混合物内容的分析和明确，确定最终获得的物质中是否杂质过多导致反应效率过低以及产生的沼气总量下降。对于塑料等不可降解垃圾，当无法反应垃圾中的总量不高于中30%时对于该系统的影响有限，但是在沼渣使用阶段会对土壤造成不利影响，所以对其的处理工作需要纳入管理框架。(2)垃圾厌氧发酵易腐垃圾干法厌氧沼气工程中要分析垃圾的厌氧处理工作方法，必然会采用厌氧菌参与，一方面该细菌的生长和繁殖过程中需要保持环境的湿润性，另一方面生成的综合性产物中也会存在大量的厌氧菌，若直接将其排放，会导致反应过程需要持续不断加入和培养厌氧菌，自然不利于成本控制，同时菌群培养与繁殖过程耗时过长，不利于沼气供气的稳定性。此外沼气的生成过程中，需要严格控制环境参数，包括酸碱度、温度、湿度、气体浓度等，可以通过模拟分析模式确定各类参数的最佳使用范围。(3)生成沼渣脱水沼渣脱水的目的是生成沼液和固体生成物，其中沼液中含有大量的厌氧菌，可以将其循环利用，或者经过一定流程的液体参数处理之后反馈到厌氧菌发酵罐中，降低发酵成本的同时提高反应效率。对于形成的沼渣固体物质，其中含有多种营养物质，同时垃圾中的大分子有机物会被水解成小分子物质，生成的营养物质更容易被植物吸收，所以在经过处理之后可以作为有机肥料使用。脱水过程通常采用物理压缩法、烘干法等，其中物理压缩法结合生化干燥法的应用最为广泛。(4)循环处理工艺在循环处理工艺中，并非为对于反应物的循环处理，而是对其中产生的高密度厌氧菌群的使用，才可以让沼气的生成效率、生成总量提高。在实际的工作中，需要将生成的沼液浓缩处理，反馈到易腐垃圾反应罐中，在最短时间内完成沼气从生成到火电发电上网供电工作流程。实际工作中，循环处理工作需要提高所有参数的分析水平，并且也要落实对于沼液的进一步处理和研究工作，为反应物的后续处理与反应工作奠定基础。

2.易腐垃圾干法厌氧沼气工程的数设定

(1)物料参数处理易腐垃圾干法厌氧沼气工程中的物料参数处理中，需要完成的工作任务首先是对于物料来源和可以参与反应的物质含量分析，其次是对于物料类型的分析，包括植物枝叶、餐厨垃圾等，最后是对于物料的分类工作，包括无法参与反应杂物的去除、无法降解材料的控制等，要求所有的参数都需要按照该系统的实际物料参数合理分析，才可以让生成的物料符合工作指标。实际工作中，发现当前常见的易腐垃圾中，预处理之后的垃圾固体含量维持在20%到53%区间内，通常情况下固体含量的平均值为36%。挥发性固含量维持区间为45%到70%，通常平均值为60%，无法降解部分内容的重量占比为30%到60%，在具体的工作中，要经过进一步的加工和处理提高沼气的生成量。(2)温度参数处理在温度参数的处理过程中，从理论分析上来看，当温度过高或过低时都会影响厌氧菌群的活性，尤其是温度过高情况，会导致厌氧菌的大规模死亡，导致最终生成的沼气效率过低[2]。目前的研究中，确定厌氧菌群的最佳繁殖和工作温度要保持在50-55℃范围之内，让反应物的反映效率进一步提高，考虑到沼气池的环境特殊性，难以通过大量人员的派遣或者持续性人力测温工作调整反应区间的温度，采取的方法是在沼气池内设置电加热装置，之后研究和分析该方法的实际作用形式，可以采用PID控制系统完成任务，其通过检测装置获得当前该反应空间中的温度并自主调整。(3)固体参数处理易腐垃圾干法厌氧沼气工程的固体参数控制过程，主要是实现对于进料物资的精确科学控制，让该参数可以维持稳定。在具体的工作过程，通常不考虑加入物料之后的生成物总量，只需要具体研究当前固体物料的加入量。通过对于目前常用设备处理能力的研究，通常实际生产中，物料的加入速度为100吨/天，该过程产生的包括残渣沼液总量为50立方米/天，沼液的产生量为0.5立方米。在生成残渣的处理中，非生化处理的情况下，生成量为35吨/天，而在完成了生化处理工作后，则残渣的实际生产量为25吨/天。通过实际生成残渣和原有焚烧处理方法的对比结果上来看，易腐垃圾干法厌氧沼气工程的残渣总量整体下降70%到80%，会进一步提高垃圾的处理质量。(4)酸碱度参数处理在酸碱度参数的处理中，要根据厌氧菌的自身活性状态和工作形式的分析，全面研究当前的酸碱度参数对整个系统进行控制。从目前的研究成果上来看，要求根据实际反应过程反应池中酸碱度的研究，给出该参数的具体工作形式，发现在反应的初始4个月时间内，整个反应空间中的酸碱度参数处于持续上升状况，最高值可以达到8.2，最低值为7.7，第4个月到第7个月周期内，该装置的实际工作参数相对来说较为稳定，在后续的非人员干扰情况下，反应系统中的酸碱度参数处于持续下降现象，虽然其中存在一定情况下的酸碱度参数突变情况，但是整体变更趋势固定，说明在同一批次厌氧菌的持续使用中，会导致整个反应罐中的液体酸度值提高。从实际工作形式上来看，易腐垃圾干法厌氧沼气工程的的酸碱度变化情况相对较小，长期处于弱碱性环境，进一步研究发现，进料口和出料口的酸碱度相比低0.1，说明在实际反应过程会产生碱性物质，若要维持整个空间的酸碱度稳定，需要加入适量的弱酸性物质。

3.易腐垃圾干法厌氧沼气工程的工艺优化

(1)物料利用路径规划实际反应过程的路径为物料的预处理-厌氧发酵-沼渣脱水-沼液获得，对于厌氧发酵之后产生的沼气，可以被火电发电厂使用，同时产生的电能可以被上网销售并获得收益。沼渣脱水工作的另一个工作流程为处理该过程中产生的残渣，并对其生化处理，该残渣可以作为植物栽培中的有机肥料使用[3]。现有的工作路径中通常不考虑反应中生成沼液的应用，原因是沼液的排出量仅为0.5立方米，相对于整个反应系统来说数量较低。本文提出的方法为，将该过程中生成的沼液回流到反应罐中，同时通过沼液酸碱度、排气口沼气物质的分析，分析目前反应罐中的液体参数，根据实际情况确定是否需要向该系统中加入相应的酸性物质。(2)温度参数控制在易腐垃圾干法厌氧沼气工程的自动控制系统建设中，一方面是对于整个反应空间的温度控制工作，另一方面是整个反应工作生产线的参数控制工作，要通过对该系统的全面检测才可以防止出现安全问题。对于温度控制系统，可以将其视作整个反应工作线中的一个特定子系统建设，要求建成的综合控制系统借助的控制思路为PLC控制系统。其中针对反应空间限定工作来说，工作形式一方面为控制系统的具体运行模式，通过计算机控制系统获得反应空间的温度参数，之后研究该系统的具体模式，另一方面要检测反应物中的反应物质含量，同时也要研究当前物料的日常流入量、酸碱度的调整方法、沼气生成量的监管和记录，以确保所有的工作参数符合工作指标。(3)固体参数处理在固体参数的处理过程，一方面要研究当前工作中的固体预处理和后续反应方法，另一方面要分析经过预处理垃圾的日常加入量，从而让整个易腐垃圾干法厌氧沼气工程的相关设备可以安全稳定运行。今后的处理中，要可以实现对于获得垃圾的检查和研究任务，通过该方法可以让实际加工的物料中有机物总量提高，考虑到相关物质的密度、重量等参数和反应物的参数之间存在差别，采用专业化手段去除玻璃、砂砾等物质。对于轻质塑料等物质，可以通过采用水洗法去除。(4)酸碱度控制形式在酸碱度的控制过程中，一方面要实时测量目前反应空间内的系统运行参数，另一方面要分析在日常工作中可能产生的相关工作参数，从而让反应区域的液体参数符合该系统的综合作用水平。在目前的环境液体酸碱度测量中，常用的检测方法为电化学法，可以把该设备纳入整个PLC控制系统中，当发现该系统中的酸碱度数值超过允许范围时，需要发出警报信息，由专业人员加入相关物质之后采用专业设备进行搅拌。

4.结论

综上所述，易腐垃圾干法厌氧沼气工程工艺中常用的技术包括自动控制技术、物料处理技术、环境控制技术等，需要在收集了所有的参数之后研究目前的反应状态。实际工作阶段，要合理控制反应物的加入量、反应物的类型和相关工作参数，以提高该系统的运行稳定程度。

参考文献

[1]陈明冠.推进农村人居环境整治打造生态宜居美好泰州[J].江苏农村经济,2020(01):29-31.

[2]韩佳,崔倩倩,冯昭绰,等.基于试验分析的高校垃圾分类回收模式构建[J].资源节约与环保,2019(12):132-133.

[3]邓伟,刘军晓,黄伟钊,等.易腐垃圾干法厌氧沼气工程工艺运行分析[J].中国沼气,2017,35(04):79-83.

作者:钱耀洲 单位:桐乡恒易环保科技有限公司