隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們環(huán)境意識(shí)的提高，人們對(duì)垃圾處理越來越重視，厭氧消化技術(shù)作為有機(jī)垃圾處理的一種方式，可以大大減少原生垃圾填埋量，節(jié)約了寶貴的土地資源，符合我國建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會(huì)發(fā)展需求。雖然目前我國垃圾厭氧發(fā)酵應(yīng)用案例不多，但近幾年卻有逐漸發(fā)展的傾向，下面將厭氧發(fā)酵技術(shù)在北京市生活垃圾中的應(yīng)用做以簡(jiǎn)要分析。

1. 國內(nèi)外厭氧發(fā)酵技術(shù)研究進(jìn)展

生物氣利用技術(shù)是指采用厭氧發(fā)酵法處理有機(jī)垃圾，并產(chǎn)生潔凈能源—沼氣，為人類提供了一種綠色生物能源，具有成本低、環(huán)境效率高及可持續(xù)發(fā)展等特點(diǎn)。同時(shí)沼液及沼渣可用來生產(chǎn)有機(jī)堆肥。根據(jù)不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)，厭氧發(fā)酵有很多不同的方法。在實(shí)際應(yīng)用中，通常根據(jù)待處理廢物中有機(jī)固體含水量大小分為干法和濕法兩大類。

 干法發(fā)酵要求垃圾的含固率一般為 24%～40% [2l，基本上保持了經(jīng)分選預(yù)處理后的生活垃圾的原始狀態(tài)因此對(duì)進(jìn)料的預(yù)處理要求比濕法垃圾簡(jiǎn)單，一般不需要再給垃圾加水，但干法為了滿足廢物高粘度需求，所需設(shè)備往往比濕法昂貴。另外，干法發(fā)酵產(chǎn)生的廢水量很少，廢水處理所需費(fèi)用較少。

濕法發(fā)酵垃圾的含固率一般10%一15%，需要給垃圾加大量的水，所產(chǎn)生的廢水比較多。由于濕法中的漿液處于完全混合的狀態(tài)，因此更容易受到氨氮、鹽分等物質(zhì)的抑制(3)。

我國城市生活垃圾經(jīng)分選后，需處理的垃圾中含有30%以上的干物質(zhì)成分，因而更適于采用干法發(fā)酵工藝，而餐廚垃圾含水率較高，一般可達(dá)85%以上，故適于利用濕法發(fā)酵工藝進(jìn)行處理。

  厭氧消化技術(shù)在國外應(yīng)用已相當(dāng)廣泛，據(jù)統(tǒng)計(jì)，到目前為止，已有大約117個(gè)垃圾處理廠采用厭氧消化工藝，其中90個(gè)已在運(yùn)行，27個(gè)還在建設(shè)過程中，這些廠的處理能力都在2 500 t/a以上。主要分布在澳大利亞、丹麥、德國等國家，采用此工藝的公司主要有澳大利亞的Entech公司，德國的BAT公司，瑞士的Kompogas公司、丹麥的Kruger公司等(1). 目前國內(nèi)正在建設(shè)的北京市董村分類垃圾綜合處理廠（650噸/日）和上海市普陀區(qū)生活垃圾處理廠（800噸/日）主要工藝采用厭氧發(fā)酵技術(shù)。

2. 近幾年北京市生活垃圾產(chǎn)生量及成分變化

北京不僅是我國的政治、教育和科學(xué)文化中心，也是重要的經(jīng)濟(jì)與工業(yè)中心。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和城市化進(jìn)程的加快，北京市的垃圾產(chǎn)生量也在逐年增加。2007年北京市年產(chǎn)生活垃圾619萬噸，并以每年大約7～8%的速度增長(zhǎng)；2007全市年生活垃圾清運(yùn)量601萬噸，并以每年大約10%～12%的速度增長(zhǎng),這主要是因?yàn)殡S著北京市垃圾密閉化管理覆蓋面的擴(kuò)大，農(nóng)村垃圾也進(jìn)入收運(yùn)體系（表1）。垃圾清運(yùn)量是垃圾進(jìn)入處理設(shè)施時(shí)的實(shí)際稱重量。而垃圾產(chǎn)生量這個(gè)概念是2004年開始提出的，是理論估算數(shù)據(jù)。

同時(shí)生活垃圾組成也發(fā)生著較大的變化，主要表現(xiàn)有機(jī)物含量增加、無機(jī)組分下降、回收物含量增加、垃圾熱值增加等特點(diǎn)（表2）。2006年垃圾中有機(jī)成分已達(dá)到63.40%，無機(jī)物含量由1989年的 52.2%下降到2006年的6.57%，垃圾中可回收利用的物品由1989年的14.2%上升到2006年的28.3%。其中塑料廢棄物的含量變化最大，1989年垃圾中的塑料廢棄物為1.88%，2006年上升為12.7%。塑料廢棄物主要成分是商品包裝物垃圾。2005年垃圾低位熱值已達(dá)到 4627kJ/kg。

目前這種高有機(jī)物含量的生活垃圾處理難度加大，具體表現(xiàn)在：如直接進(jìn)行填埋，①占用大量寶貴土地；②產(chǎn)生大量滲瀝液，對(duì)地下水造成潛在污染威脅，同時(shí)增加滲瀝液收集、處理成本；③產(chǎn)生大量溫室氣體，增加沼氣收集、處理成本；④產(chǎn)生惡臭氣體，污染周圍環(huán)境。如直接進(jìn)行焚燒，①垃級(jí)熱值低，焚燒工況不易控制；②垃圾發(fā)電效率低，焚燒成本高。如直接進(jìn)行堆肥，①發(fā)酵周期較長(zhǎng)，占用土地多；②堆肥過程臭氣控制難度大；③由于堆肥原料是混合垃圾，堆肥產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。而生物氣利用技術(shù)是近年來國內(nèi)外處理有機(jī)垃圾一種有效方法。

 3. 北京市生活垃圾利用生物氣潛力分析

3.1居住小區(qū)的廚余垃圾

北京市2002年開始實(shí)行垃圾分類，截至2007年底已有2255個(gè)小區(qū)、大廈實(shí)行垃圾分類，垃圾分類人口覆蓋率已達(dá)到52％。目前北京市居民區(qū)垃圾分成三類：廚余垃圾，可回收物，其他垃圾；其中廚余垃圾是進(jìn)行厭氧發(fā)酵的很好原料。以2007年為例，北京市生活垃圾產(chǎn)量為619萬噸，按廚余垃圾平均含量為40％，那么廚余垃圾量為248萬噸，折合6795噸/日，具有很高利用潛力。由于垃圾分類是一個(gè)系統(tǒng)工程，目前實(shí)際分類效果不理想。今后北京市垃圾分類工作將以廚余垃圾分類為突破口，重點(diǎn)將廚余垃圾從其它垃圾中分離處來單獨(dú)進(jìn)行處理。北京市已有、在建綜合處理廠處理能力只有2100噸/日（表3），與每日6795噸的廚余垃圾產(chǎn)量相差甚遠(yuǎn)，處理能力嚴(yán)重不足。2010年北京市規(guī)劃將新建綜合處理廠10座，處理能力達(dá)到8000噸/日（北京市環(huán)衛(wèi)十一五規(guī)劃）。這就為厭氧發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊空間。

3.2餐廚垃圾

是指賓館、飯店、餐館和機(jī)關(guān)、部隊(duì)、院校、企業(yè)事業(yè)單位在食品加工、飲食服務(wù)、單位供餐等活動(dòng)過程中產(chǎn)生的殘?jiān)埲~和廢棄油脂等廢棄物。與普通垃圾相比，具有含水率高、有機(jī)物含量高、油脂和鹽分含量高的特點(diǎn)（表4），適合于濕法厭氧發(fā)酵技術(shù)。以剩菜和剩飯為主的垃圾進(jìn)行高溫厭氧發(fā)酵，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)目偣腆w含量和pH，生沼氣量是比較可觀的，干垃圾產(chǎn)氣量達(dá)到155 L/kg（5）。

據(jù)初步調(diào)查統(tǒng)計(jì)，北京市城八區(qū)泔水日產(chǎn)生量約 850噸（4）。北京市餐廚垃圾采用集中處理和分散（就地）處理相結(jié)合的方式。鼓勵(lì)和支持高新技術(shù)在餐廚垃圾處理中的研究和使用，積極推廣先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，尤其是可實(shí)現(xiàn)資源化利用的新技術(shù)和設(shè)備。北京餐廚垃圾集中處理廠正在規(guī)劃建設(shè)中，南宮、董村、六里屯、高安屯等，待全部建成后全市泔水日總處理能力可達(dá)1200噸（表5）。

3.3城市糞便

截至2006年底，北京市糞便處理廠共有13 座，總處理能力在5200噸/日，主要采用固液分離和絮凝脫水工藝，污水排入市政管網(wǎng)。目前只有3座處理廠將固液分離殘?jiān)M(jìn)行好氧堆肥處理，其余處理廠糞渣目前暫時(shí)進(jìn)行衛(wèi)生填埋處理。另外目前只有1座處理廠絮凝出水實(shí)現(xiàn)厭氧生化沼氣利用技術(shù)。“十一五”期間北京市規(guī)劃新建糞便消納站9座，新增處理能力 3400噸/日（北京市“十一五”時(shí)期環(huán)衛(wèi)專業(yè)規(guī)劃）。目前利用厭氧發(fā)酵技術(shù)在處理畜禽糞便的研究應(yīng)用較多，而應(yīng)用于城市糞便處理方面研究較少，而且厭氧發(fā)酵技術(shù)相對(duì)于固液分離處理方式相比投資和運(yùn)行成本偏高，所以制約其發(fā)展。但厭氧消化是實(shí)現(xiàn)有機(jī)固體無害化、資源化的一種有效方法，產(chǎn)生的社會(huì)和環(huán)境效益是無法。

3.4各種有機(jī)垃圾厭氧發(fā)酵技術(shù)適用性

針對(duì)我國目前混合收集的城市生活垃圾，經(jīng)分選預(yù)處理后的有機(jī)部分宜采用干法厭氧發(fā)酵工藝；對(duì)于餐廚垃圾、糞便垃圾等高含水率的垃圾，宜采用濕法發(fā)酵工藝（7），具有污染小，處理新鮮垃圾及時(shí)，資源化利用率高和產(chǎn)品適用性廣的特點(diǎn)（8）。另外可將生活垃圾、餐廚垃圾與糞便、污泥或者高濃度有機(jī)廢水混合，提高其可發(fā)酵性。

4.生物氣利用技術(shù)在垃圾處理領(lǐng)域有巨大應(yīng)用潛力

4.1環(huán)保效益

厭氧消化技術(shù)能夠最大限度的循環(huán)和再利用垃圾的成分，在處理過程中避免了造成二次污染的有害有毒氣體和液體的排放，kuler(1999年)等報(bào)道，每噸城市固體有機(jī)垃圾用“分選十厭氧消化十填埋”方式處理比用“分選十堆肥十填埋”的方式處理產(chǎn)生的二氧化碳的量要少0.2 t（9）。因此. 運(yùn)用厭氧消化技術(shù)處理城市生活垃圾可以獲得較好的環(huán)保效益。

4.2經(jīng)濟(jì)效益

厭氧消化技術(shù)處理生活垃圾對(duì)垃圾中的有用物質(zhì)及能量加以回和利用，使其無用部分達(dá)到無害化、減量化，真正做到了物盡其用。以北京市2007年的垃圾量來估算，大約可以獲得12億立方米左右的沼氣，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。另外，城市生活垃圾進(jìn)行厭氧消化處理的殘留物無論是作肥料還是作飼料，都可取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3減少原生垃圾填埋量

以2007年為例，北京市生活垃圾產(chǎn)量為 619萬噸，按廚余垃圾平均含量為40％，那么廚余垃圾量為248萬噸，折合6795噸/日，這部分垃圾如果直接進(jìn)行填埋，每年占地約53畝，按使用壽命 25年計(jì)算，總占地為1335畝，浪費(fèi)了寶貴的土地資源。如果這部分垃圾進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理，每年可獲得沼氣12億立方米，同時(shí)節(jié)約了土地，這在土地資源日益緊張的今天顯得更為寶貴。

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