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生物质垃圾发酵设备：生物质垃圾资源再次利用的技术

　　随着经济水平的提高、物质生产的丰富和城市化人口的扩大，城市生物质废弃物的产量日益增加。城市垃圾中的生物质垃圾成分约占垃圾总量的65% ~ 80%，尤其是在厨房、水果和蔬菜中，目前生物质的资源化利用显然是一个研究热点。根据生物质废弃物的特点，厌氧发酵具有明显的优势，如不需要水调节，反应过程中不限制供氧，降低了机械能耗，产生了具有能源利用价值的沼气。发酵残渣经处理后可用作优质有机肥或液肥，反应过程对环境影响小。

       寻求一种低成本、高效的生物质废弃物资源化和无害化处理技术，生物质垃圾发酵设备能够变废为宝，实现废弃物资源化，为未来生物质废弃物的处置和管理提供参考，具有良好的学术价值和应用前景

     1.开发了生物质预处理设备和处理技术，提高了生物质厌氧发酵效率。“自动调节进料高度的粗硬秸秆切碎机”的研究获得国内发明专利，适用于除杂、粉碎、制浆等多种物料特性的生物质垃圾均质预处理技术。单机处理能力1000公斤/小时以上，吨料比能耗小于20千瓦时/吨垃圾，处理效率提高15%以上。

     研究筛选的生物质预处理技术可以提高生物质的产气能力。研究表明，高温高压预处理优于氢氧化钠预处理，其次是高温水热预处理和氢氧化钙预处理。在相同浓度下，氢氧化钠预处理优于氢氧化钙预处理。在相同温度下，加压效果优于非加压，加压可以在一定程度上提高产气率和甲烷含量。而Ca(OH)2比较常见，价格比NaOH低，而且环保，所以在经济上优于NaOH预处理。压力处理对设备要求较高，耗能较大，在实际应用中应根据实际情况选择。

生物质垃圾发酵设备

      2.开发了高固体分两相厌氧消化工艺和设备，筛选和选育了高耐酸、嗜酸效率的产酸菌，创新了厌氧发酵新技术。结果如下：

      (1)从耐盐污泥中分离纯化出一株产甲烷菌(M-1)。该菌株的较适生长温度为35，较适酸碱度为30 ~ 40，较适盐度为7.0，较适盐度为7.0 ~ 7.5，较适盐度为1%，较适盐度为0% ~ 2%，较适盐度为4%以上。

       (2)通过调节果蔬与废水的比例，可以降低油脂和盐度对产酸期的影响。产酸阶段含25%、50%、75%和100%废水的混合垃圾的较佳水力停留时间分别为10d、15d、15d和20d。综合考虑生物降解率和酸化程度，25%废水。

        (3)25%和50%废产甲烷反应器的较佳水力停留时间为3天，而75%和100%废产甲烷反应器的较佳水力停留时间为4天。综合考虑甲烷日产量、化学需氧量降解率和VFA转化率，50%废产甲烷反应器优于其他反应器。综合考虑产酸期和产甲烷期的性能和效率，建议高粱的果蔬比例控制在25%-50%之间。

       3.针对生物质废弃物厌氧消化产物中较难处理的沼液问题，开发了沼液膜浓缩分离和沼液配方肥技术及设备。对沼液肥料在农田的应用效果和生态安全性进行了研究。结果如下：

      (1)分析了沼液营养成分和污染成分的年变化，发现冬季沼液指标高于其他季节，污染元素在可控范围内，为沼液浓度提供了依据。

      (2)开发的沼液膜浓缩分离成套技术和设备能够适应生物质垃圾厌氧沼液的浓缩处理。纳滤膜浓缩实验中，超滤透过液在1.0兆帕的操作压力和25的温度下浓缩，沼液在pH  8条件下的浓缩倍数为4-10倍，很合适。渗透水水质完全符合农田灌溉水质标准。沼液应用于沼液配方肥开发端，浓度系数应为10倍。

      (3)沼液肥和沼液营养液田间试验结果表明，通过浓缩液浓缩技术和复配技术开发出氨基酸水溶肥料产品，产品符合国内标准。用猪粪浓缩液配制无土栽培营养液，进行小白菜无土栽培试验。发现该营养液的产量和叶绿素含量均高于对照组(灰腺营养液处理)，但无显著差异。沼液肥对水稻、西瓜和柑橘的效果显著。

      (4)连续两年施用沼液和不施用沼液的土壤重金属含量没有明显差异，不同沼液施用量的土壤重金属积累和迁移没有显著规律。