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1、城市生活垃圾沼气化处理的方法意义孙 百 花 山东273400摘要：国际上现在最先进的垃圾处理方法是沼气法。城市生活垃圾中50%60%的厨余垃圾，像煤炭天然气一样是宝贵资源可以建沼气池转化成沼气和沼肥资源化利用，生活垃圾人畜粪便转化为沼气，可做为户用沼气、车用沼气和发电一个人一天排泄的粪尿转化成沼气能发1.52度电，而一头牛一天的排泄量能发610度电。沼肥是生产绿色食品和城市绿化的好肥料。沼气发电还可以获得CDM项目支持。生活垃圾沼气化是符合自然界中物质和能量循环的，沼气菌天然发酵工艺简单，投资少，不但能实现垃圾减量化还能把原来垃圾堆中产生的渗滤液消化掉，变成沼气和营养丰富的沼肥。生活垃圾沼气化
2、既节能有减排，能够解决垃圾围城，能源紧张，温室效应等很多问题。青岛天人环境公司，大型沼气设备公司，国内建成很多沼气发电厂，国际上与德国、丹麦、波兰、韩国等合作建成很多大工程。关键词：生活垃圾 沼气化 沼气发电 沼肥 循环经济 节能减排正文：如果有一种方法能同时解决城市垃圾围城、能源紧张、温室效应、热岛效应、甚至煤矿的瓦斯突发事件，你相信吗？这个方法就是生活垃圾沼气化处理方法。因为自然界是一个相互联系，相互作用的有机整体，地球本身就是一个完整的生态系统，在这个生态系统中，植物、动物、微生物每一个环节都为下一个环节提供原料，这个过程中光合作用制造的有机物质和固定的太阳能是自然界中物质循环和能量流动
3、的基础，物质循环和能量的流动又遵循质量和能量守恒定律，而且质量和能量是不可分割的联系在一起。能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。地球表面每秒钟接收到的太阳辐射热量为19.6万亿大卡，相当于400万吨标准煤的发热量。按照每秒、每分、每小时、每天、每月、每年、每世纪、每千年累积起来，其值巨大到不可计量。这些热能其中大部分又散发到大气中，还有非常小的一部分我们利用太阳能热水器、太阳能发电直接利用，还有非常重要的一部分那就是植物光合作用固定的太阳能，亿万年来所有的动物以及人类就是依赖植物光合作用
4、制造的有机物质和固定的太阳能生存下来的。质量守恒定律：在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和。生活垃圾中含有的大量有机物质是生产沼气的物质基础。自然界中的水、二氧化碳、氮、磷、钾等无机物质由植物合成有机物质，经动物的消化吸收，再到菌类分解又回到无机物，这一过程是循环往复的。1、植物、动物、微生物既生产者消费者分解者三者循环具体过程如下：光合作用（Photosynthesis）：是植物、藻类利用叶绿素和某些细菌利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水（细菌为硫化氢和水）转化为有机物，并释放出氧气（细菌释放氢气）的生化过程。植物之所以被称为食物链的生产者，是
5、因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。通过食用，食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量，效率为10%20%左右，所以光合作用是生物界赖以生存的基础；植物利用阳光的能量，将二氧化碳转换成淀粉，以供植物及动物作为食物的来源，同时进行着能量的转化：光能不稳定的化学能（能量储存在ATP的高能磷酸键）稳定的化学能（糖类即淀粉的合成）在这个过程中CO2是绿色植物光合作用的重要原料，所以光合作用也是地球碳氧循环的重要媒介。1.1生产者植物或藻类的光合作用：无机物二氧化碳、水、肥（化肥、农家肥）固定太阳能有机物淀粉、脂肪、蛋白质、纤维素、维生素、释放氧气、解决人类的吃穿用。 吃：蔬
6、菜、水果、小麦水稻（淀粉）、花生(油脂)、大豆（蛋白质）、肉、蛋、奶（麸皮养鸡鸭鹅，秸秆养牛羊兔子）。穿：棉、麻、丝（种桑养蚕），毛（秸秆养羊兔），皮（牛、猪、貂）、竹。用：竹编、柳编、玉米皮编织、麦秸辫编织、木质家具。1.2消费者人和动物： 消耗绿色植物生产的有机物质，消耗部分被植物转化的太阳能，呼出二氧化碳，产生大量的人畜粪尿，和生活垃圾。1.3分解者：1.3.1人和动物没用完的有机物质通过有益菌继续转化为可为人类利用的营养物质： 菇类：用秸秆棉籽壳种平菇、金针菇、香菇、猴头、灵芝等。 耳类：用棉籽壳木渣种木耳、银耳。 粮食发酵：酒（乙醇）、醋（乙酸）、酱等。1.3.2沼气菌的分解：我们把
7、所有人畜粪尿、烂叶杂草、动植物尸体放沼气池中在沼气菌的作用下进行复杂的转化 。沼气发酵过程分为产酸阶段和产甲烷阶段 ，发酵性细菌将复杂有机物分解发酵所产生的有机酸和醇类，除甲酸、乙酸和甲醇外，均不能被产甲烷菌所利用，必须由产氢产乙酸菌将其分解转化为乙酸、氢和二氧化碳。 产甲烷菌是一群生理上高度专业化的细菌包括食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌两大类群，这两大菌群的生长要求在严格厌氧环境下，将产酸菌产生的酸、氢、二氧化碳等食用分解为沼气（甲烷），甲烷菌是一种厌氧菌，其他所有的虫卵细菌病毒等都是好氧性的，在厌氧的环境下就会被彻底杀死，所有病毒细菌虫卵被杀死的垃圾粪便就不会传染疾病成为优质农家肥施入田间。
8、生产者生产的所有的营养物质，经过以上消费者，分解者的转化又成为二氧化碳、水、肥料进入下一个循环。菌类在生物圈中起着“清洁工”的重要作用，它们分解其他植物和动物的残体，使其中的化学能再被利用。2 、根据沼气菌的生活特性我们再分析生活垃圾沼气化的优点：通常人们处理垃圾的方法有垃圾填埋、垃圾焚烧和垃圾沼气化三种方法：2.1垃圾填埋：优点：简单、投资少。缺点：腐烂周期长占用大量土地资源，散发臭气污染空气，渗滤液造成地下水污染。2.2垃圾焚烧：优点：处理垃圾快，土地占用量少。缺点：投资大，会产生二噁英等有害气体，污染空气严重，废渣也有一定毒性，烧掉的是塑料废纸等能再利用资源，真正的厨余垃圾湿度大热值低，
9、不能产生多少热量。2.3垃圾沼气化：优点：节能减排垃圾资源化利用，沼气菌把人畜粪便和厨余垃圾转化成沼气的过程是纯生物过程，沼气的主要成分甲烷热值很高，能广泛的用于点灯、做饭和发电，净化后还可以作为车用燃气；甲烷燃烧后生成二氧化碳和水并释放能量；对环境没有任何污染。沼渣沼液是营养丰富的有机肥，是生产绿色食品的好肥料。缺点：生活垃圾进池前要进行垃圾分类。2.3.1垃圾分类：垃圾分类很简单，正确的来说应该是垃圾分放，而不是放到一起再分类，因为垃圾本身是分门别类的，只是人们把它混放在了一起，垃圾分类是人的生活方式和观念的改变，要和学校妇联等单位联合定期在社区或单位开培训会，或在电视上开讲座告诉人们怎么
10、放垃圾，以及垃圾分类的意义。2.3.2家庭中金属和建筑垃圾平时并不多，最多的就是废纸塑料和厨房垃圾，根据是否可回收利用，把厨余垃圾、塑料废纸金属、废旧电池家电等放在不同的垃圾筐中，塑料废纸金属作为可回收资源卖到回收站，废旧电池废家电、洗发水包装瓶、农药包装瓶等要厂家回收处理，附加值很低的废旧塑料袋是制木塑制品的好原料，现在的家具大多用甲醛含量超标的胶合板，容易造成室内空气污染，而木塑制品是塑料融化后粘合到一起，对环境没有污染。这样经过资源化利用以后，真正没有任何用处需被烧掉的垃圾不足10%。2.3.3剩下的是占生活垃圾总量50%60%的厨余垃圾了，因为厨余垃圾是像煤炭石油天然气一样的宝贵资源，
11、在沼气池中被转化为清洁能源沼气。而一个人一天排泄的粪尿转化成沼气一天能发1.52度电，首先在社区、学校、医院、车站等人员密集的地方建一些小型的沼气池厕所代替水冲式厕所，把人粪尿当做资源蓄积起来，再把彻底分类的厨余垃圾放进池中进行预处理，现在在农村建很多这样的沼气池厕所，一个10立方的水泥小型沼气池花费不足千元，这样有了充足的原料再建大型的沼气发电厂，或户用沼气厂。3、建厂：青岛天人环境公司在国内外已建成很多大型沼气发电厂、户用沼气厂、还有车用沼气厂。3.1厌氧反应罐：用水泥板、钢板制作成的大拼装罐。是垃圾储存和厌氧发酵的容器，垃圾在里面在沼气菌作用下进行厌氧反应。3.2气柜：柔性大气囊。反应生
12、成的沼气放在气柜里。3.3脱硫设备：沼气成分主要是甲烷还有少量二氧化碳和二氧化硫和硫化氢，要进行脱硫，分为干湿两种。3.4发电设备：沼气燃烧发电机，有内燃机和汽轮机。沼气发热量大热值高发电效果好。4、生活垃圾沼气化发电的优越性。4.1沼气化发电是生态环保的，国际上认为符合循环经济的朝阳产业。4.2沼气的主要成分是甲烷燃烧生产二氧化碳和水对环境没有任何污染。4.3工艺简单投资少,我们只需要用水泥板或钢板建一个密闭的隔绝空气的大空间，沼气菌就在里面进行复杂的转化。4.4沼气的产生是沼气菌的厌氧发酵的纯生物过程，除冬天需一定的保温措施外几乎没有运营成本。4.5沼渣沼液是营养丰富的沼肥，是生产无公害绿
13、色食品的好肥料，也是城市绿化的好肥料。4.6沼气池是密闭的对周围环境和空气没有任何污染，可以建在城内生活区，减少运输成本。5、城市生活垃圾沼气化的意义5.1解决垃圾围城和能源紧张的困局：随着人们的物质生活水平的提高，很多大城市出现了垃圾围城的现象，我们首先要向日本学习化腐朽为神奇的思想，除把废纸、废塑料、金属等直接回收外，日本松下环保技术中心每天消化处理各种型号的废弃的彩电、空调、冰箱、洗衣机3000台以上，生产出塑料、铜、铝、铁、玻璃等各种可回收的资源200吨。横滨金属公司把废手机视为“宝贵的矿物资源”,从中回收金、银、铜、钯等多种贵重金属。而厨余垃圾正确的去处应该是作为优质有机肥施入田间，
14、但是如果没有充分腐熟的有机肥施入田间，以后还继续发酵发热造成植物烧根烧苗，没有腐熟好的有机肥还含有很多营养物质，会滋生很多地蛆、地蚕、蛴螬等地下害虫，所以应把这些厨余垃圾放到沼气池中进行厌氧发酵，所含的能源物质全部转化为沼气和沼肥。沼气的主要成分甲烷(CH4)燃烧热值很高，燃烧后生成二氧化碳和水对环境没有任何污染，这些沼气可以直接输入家庭作为户用沼气，可以燃烧发电，还可提纯后作为车用燃气。一个人一天的排泄物转化为沼气能发1. 5 2度电再加上生产的厨余垃圾就能发2度多，而一头牛一天的排泄物一天可发610度电，如果全国所有的垃圾粪便都能用沼气法发电，我们的能源还紧张吗？经过沼气菌的厌氧发酵的垃圾
15、粪便不但全部杀死了细菌病毒，还把所有营养物质转化为无机物质，这些无机物就是含氮磷钾和其他微量元素丰富的有机肥沼肥，沼肥分为沼渣和沼液，沼液、沼渣等沼肥在农业生产中也具有重要作用。5.1.1沼液浸种：沼液中除含有肥料三要素氮磷钾外，还含有种子萌发和发育所需的多种养分和微量元素，且大多呈速效状态，经过沼液浸种的幼苗胎里壮，抗病抗虫、抗逆能力强，为高产奠定基础。5.1.2沼液可以防治植物病虫害：沼气发酵原料经过沼气池的厌氧发酵，不仅含有极其丰富的植物所需的多种营养元素和大量的微生物代谢产物，而且含有抑菌和提高植物抗逆性的激素、抗菌素等有益物质，可用于防治植物病虫害和提高植物抗逆性。5.1.3.沼液叶
16、面施肥：分原液、稀释液和配合农药化肥喷施。广泛的用于果树、大棚蔬菜。5.1.4沼渣可以配制营养土、做基肥、做追肥，.沼渣栽培蘑菇、栽培平菇、瓶栽灵芝，沼渣所含有机质、腐植酸、粗蛋白质、全氮全磷全钾和多种矿物元素，与食用菌栽培养分相近，且杂菌少，十分适合食用菌的生长。5.2 解决温室效应和热岛效应：自然界碳的循环：在大气中,二氧化碳是含碳的主要气体,也是碳参与物质循环的主要形式，绿色植物从空气中获得二氧化碳，经过光合作用转化为葡萄糖，再综合成为植物体的碳化合物，经过食物链的传递，成为动物体的碳化合物。植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为二氧化碳释放入大气，另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存。动、植物死后,残体中的碳,通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气。大气中的二氧化碳本来是保持一种动
