各种垃圾生物资源化新技术

仝仝Aa集整理.仅供参考学习各种垃圾生物资源化新技术随着城市化进程的加快，生活中垃圾的产生量也飞速激增，大量的生活垃圾简单堆放、简单填埋占用大片土地，破坏植被，污染水体，淤塞河床，污染大气，孳生蚊蝇，传播疾病，危害健康，浪费资源。为保护环境，利用资源，“减量化、无害化、资源化”成为大势所趋。所谓资源化，可以说是循环利用废物而回收资源和能源。自70年代以来，由于能源危机和资源短缺，以及对环境问题认识的逐渐加深，人们对垃圾由消极处理转向资源化。垃圾的资源化处理技术不仅是现实的客观要求，而且对于保护环境，协调人口、资源、环境可持续发展，都有重要意义。随着居民生活水平的提高，垃圾中的有机物含量迅速增加。采用生物技术将其进行生物降解或生物转化，不仅可以有效处理城市垃圾，而且可以实现资源的再利用。因此，与物理法、化学法相比，生物处理技术具有更广阔的发展前景。一、垃圾生物资源化新技术目前，对于可生物降解的城市垃圾的处理，世界各国主要采用焚烧、堆肥、卫生填埋、厌氧发酵等处理方法。随着环境资源问题的加剧，技术的发展与成熟，传统的生物处理方法资源化程度不高和其弊端的显露，如填埋法中，填埋场选址困难，垃圾中可回收利用部分被埋掉，造成资源浪费，渗滤液和废气污染地下水和大气，治理困难，费用较高。环境工作者和研究者们在原来的工艺上加以改进和创新，提出并实践了几种垃圾生物资源化新技术。（1）生产醇类城市垃圾中含有纤维素、淀粉和糖等有机质，微生物厌氧代谢这些有机物时，可产生一些例如乙醇、甲醇等醇类高效燃料。乙醇可用以稀释汽车用油或其他发动机用油，使功效提高10%—15%。巴西、美国早已成为利用糖类、谷物淀粉类和纤维素类发展燃料酒精的典范，美国燃料乙醇的总装置能力达到约840万t/a。英国、荷兰、德国、奥地利、泰国、南非等许多国家的政府均已制定规划，积极发展燃料酒精工业。目前的方向是，希望利用含纤维素物质如锯末、蔗渣、破旧报纸、有机垃圾等各种废物制取酒精。我国有人采用微生物酶制剂对有机垃圾酶解后，用酒精酵母对有机垃圾进行厌氧发酵生产乙醇。结果表明，在适宜的条件下，每吨垃圾可生产70—90L酒精，这为城市有机垃圾的再生利用，发展新能源，找到一条新的途径。（2）生产氢气氢是目前最理想的清洁燃料之一，每千克氢燃烧可放出142MJ的热量，是煤的3-4倍。生物制氢思路于1966年提出，在20世纪90年代受到空前重视，其中微生物发酵法是一种有前景的氢气制备方法。许多微生物类群具有可降解大分子有机物产氢的特点，因而可以利用城市垃圾中的植物茎叶、家庭厨余等可再生能源废弃物产生大量氢气。产氢气的微生物有异养微生物和自养微生物。氢气产生菌产生的氢气，目前主要应用于燃料电池方面。如产气荚膜梭菌在含有葡萄糖培养基的10L发酵罐中，产氢气的速度最高可达18—23L/h，并进而利用所产生的玩推动3.1—3.5V燃料电池的工作。由于微生物的产氢机制和条件还在研究过程中，所以该类微生物能源的使用尚处试验阶段。需要解决的问题是寻找和筛选活性菌株，解决分离h2和02的方法等。（3）合成微生物塑料聚B一羟基烷酸（PHAs）是许多原核微生物在不平衡生长条件（如缺乏氮、磷、氧等）下合成的胞内能量和碳源储藏性聚合物。PHAs具有与化学合成塑料相似的性质，能拉丝、压模、注塑等，而且具有化学合成塑料所没有的特殊性能，如利用其生物相容性可作为外科手术缝线、人造血管和骨骼代用品，术后无需取出。因而在工业、农业、医药和环保等行业都具有广阔的应用前景。PHAs可以用可降解的有机固体废弃物合成，而城市垃圾中含有大量可降解的有机固体废弃物，从目前已获得的研究成果可以展望，利用城市垃圾合成PHAs是生物合成PHAs的一条新途径，它的研究将受到人们的广泛重视，在21世纪将有可能成为塑料工业发展的一个新方向。（4）渗沥液回流渗沥液回流就是采取适当的方法将填埋场底部收集到的渗沥液从覆盖层表面或下部重新注入填埋场的技术。这项技术是作为渗沥液生化处理（土地处理法）的一种而发展起来的。国外研究资料表明：要在城市生活垃圾填埋处理中增强稳定化效果，必须增加垃圾中的水分，因此渗沥液回流被认为是一种最有效且能较好控制的方法。渗沥液回流的优点包括：有利于营养和酶的分散，有利于pH值的缓冲和抑制化合物的稀释，有利于甲烷菌的循环和分散，有利于渗沥液的贮存和减少渗沥液的量。渗沥液回流可使填埋场稳定化时间几十年减少到2〜3年，这样可减少长时间稳定化给环境带来的负面影响。填埋场在回流运行的条件下产生气体的数量要大大超过普通填埋场，其主要成份中甲烷的含量也相对要高，填埋气经脱水、预热、去除二氧化碳后可作为能源使用。因此，可以通过控制渗沥液回流的频率和回流量来控制填埋场的运行，通过提高回流的频率可以提高甲烷气的产量，从而实现回流填埋技术的资源化。对垃圾填埋场进行渗沥液回流能加速填埋场内垃圾的降解速率，提高垃圾的产甲烷速率和甲烷产量；能净化渗沥液，大大降低渗沥液处理费用；能增大填埋场沉降速率和沉降幅度，缩短填埋场的维护期。二、改进措施虽然目前垃圾的生物资源化新技术有许多已应用于工程和生产，但是垃圾生物资源化还存在很多技术性问题，而且新技术的运用也存在二次污染的问题。我觉得一方面可以开发新的技术、克服现存技术困难使垃圾生物资源化的技术变的更高效，另一方面我们也可以从垃圾的预处理入手，消除某些干扰条件，使后续处理和资源化更加高效。因此我们可以从以下三方面入手：①城市垃圾成分十分复杂，在目前无法广泛实现分类收集的情况下，应加强城市垃圾研究力度，制定并不断完善关于城市垃圾资源化的标准，细化垃圾成分指标，为城市垃圾资源化技术的发展提供依据。②垃圾分选的细化直接影响到垃