生活垃圾生物預(yù)處理效果研究.doc

生活垃圾生物預(yù)處理效果研究 劉婷，楊列，陳朱蕾，李仕，鄧忠強，汪佳 （湖北理工學院，湖北黃石，；華中科技大學，武漢） 摘要：以模擬的中國南北方生活垃圾為對象，分析了生物預(yù)處理的效果。試驗結(jié)果表明，短期的生物預(yù)處理可以有效地減少我國南北方生活垃圾的水分、質(zhì)量、有機物及總氮。在生物預(yù)處理過程中，南方生活垃圾的水分、質(zhì)量、有機物及總氮減少量大于北方生活垃圾。南北方垃圾在模擬的雨季環(huán)境下，有機物降解較快。生物預(yù)處理技術(shù)適用于我國南北方生活垃圾的處理，有助于后續(xù)處理焚燒、填埋的操作及減少二次污染。 關(guān)鍵詞：生活垃圾；生物預(yù)處理；南北方；效果 ：A：0439114（15）071693-03 DOI:10.14088/j.ki.issn0439-8114.xx.07.041 生活垃圾中可生物降解有機物含量較高，可生物降解有機物是垃圾處理中惡臭散發(fā)、填埋氣排放、滲濾液負荷高等問題的主要原因，減少生活垃圾中可生物降解有機物含量得到了發(fā)達國家的高度關(guān)注，。近年來，生物預(yù)處理技術(shù)在歐洲國家的城市生活垃圾處理中得到廣泛應(yīng)用，生物預(yù)處理是對城市生活垃圾進行好氧或厭氧生物降解，目的是使垃圾中的可生物降解有機物穩(wěn)定化，以減少填埋氣的排放，降低滲濾液負荷，減少垃圾處理量。亞洲許多發(fā)展中國家如泰國、印度、越南、斯里蘭卡等國的城市生活垃圾與中國有類似的特點，也在開展生物預(yù)處理技術(shù)的應(yīng)用研究。近年來，中國研究人員也開展了生活垃圾生物預(yù)處理的應(yīng)用研究，楊列等，研究了時間、通風和水分對生物預(yù)處理的影響，優(yōu)化生物預(yù)處理的實際應(yīng)用工藝；鞠茂偉研究了機械生物預(yù)處理對混合垃圾的燃燒特性和填埋特性的影響；宋彩紅等研究了生物預(yù)處理工藝對生活垃圾、總量和生物有效性的影響。 中國地域遼闊，南北溫差大，東西經(jīng)濟發(fā)展不平衡，燃料結(jié)構(gòu)差別大，生活習慣也有很大不同。杜吳鵬等對我國座城市生活垃圾成分分析表明，我國南北方城市生活垃圾的組分構(gòu)成有較大差別，其中南方城市生活垃圾中的有機物和可回收物所占比例高于北方城市，而灰土等無機物的含量則低于北方。由于我國南北方生活垃圾的差異性，十分有必要研究生物預(yù)處理技術(shù)對南北方生活垃圾的處理效果，為生物預(yù)處理技術(shù)在我國南北方城市推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。 材料與方法 根據(jù)南北方生活垃圾組成情況，配制南北方混合生活垃圾。另外生物預(yù)處理過程如果在露天進行，還會受到天氣的影響，又增加了雨季和非雨季的模擬生活垃圾樣品。模擬混合生活垃圾的主要成分為紙類、塑料、織物、樹葉、廚余垃圾、灰土和煤渣。各組分比例見表。 本次試驗分組，分別模擬南方雨季、南方非雨季、北方雨季、北方非雨季的生活垃圾，每組個平行樣。各組分破碎后按配比充分混合得到模擬垃圾，然后將垃圾堆置于圓柱形塑料框中，每框垃圾重量左右。在生物預(yù)處理過程中，監(jiān)測垃圾的溫度、質(zhì)量、含水率、可揮發(fā)性有機物含量、總氮等指標，測定方法參考生活垃圾采樣和分析方法。 結(jié)果及討論 經(jīng)過近的生物預(yù)處理，有機物被微生物降解，南北方模擬生活垃圾的理化參數(shù)有不同的變化。 溫度的變化 各組堆體溫度隨時間的變化見圖。 微生物利用有機物和氧氣形成自身細胞的過程中會放出熱量，從圖中可以看出，在生物預(yù)處理前周組堆體中的溫度總體均呈上升趨勢，第天堆體溫度有所下降，隨后堆體溫度又開始上升。由于模擬垃圾的用量不大，堆體的保溫效果不太好，但堆體溫度均高于室溫。組堆體中，南方非雨季的生活垃圾在前溫度最高，這由于垃圾中有機物含量高，微生物分解過程中產(chǎn)生熱量多的緣故。 質(zhì)量的變化 各組堆體質(zhì)量隨時間的變化見圖。經(jīng)過生物降解，組垃圾堆體的質(zhì)量均有降低，其中南方雨季、南方非雨季、北方雨季、北方非雨季質(zhì)量的減少量分別為、，質(zhì)量的減少率分別為、。南方生活垃圾的減少量高于北方生活垃圾。主要原因是南方雨季（非雨季）的生活垃圾的含水率、有機物含量均高于北方雨季（非雨季），在堆體溫度升高時，有利于微生物生長繁殖，加快了垃圾中有機物的分解及水分的利用，故南方生活垃圾質(zhì)量減少得較快。 含水率的變化 各組堆體含水率隨時間的變化見圖。在生物預(yù)處理過程中，組堆體的含水率逐漸降低，這是由于堆體溫度的升高造成水分的散發(fā)，有一部分水分損失了。其中南方雨季、南方非雨季、北方雨季、北方非雨季含水率的減少量分別為個百分點、個百分點、個百分點、個百分點，水分的減少率分別為、，南方雨季、非雨季，北方雨季的含水率減少都在以上，水分減少較快。 堆體的變化 各組堆體隨時間的變化見圖，生物預(yù)處理過程中組堆體均呈上升趨勢。預(yù)處理初期，為弱酸性到中性，一般為。隨著預(yù)處理的進行，升高較快，預(yù)處理周后組堆體的達到了。這是由于生活垃圾含有有機物，生物降解過程中含氮有機物質(zhì)的分解產(chǎn)生大量氨氮，同時一部分有機酸氧化分解和揮發(fā)也會使得升高較快。 可揮發(fā)性有機物含量的變化 可揮發(fā)性有機物通常用來表示垃圾中有機物的含量，各組堆體的可揮發(fā)性有機物隨時間變化見圖，組垃圾堆體的可揮發(fā)性有機物均呈下降趨勢。在預(yù)處理的前周內(nèi)，可揮發(fā)性有機物下降較快，其中南方雨季、南方非雨季、北方雨季、北方非雨季的可揮發(fā)性有機物減少量分別為個百分點、個百分點、個百分點、個百分點，可揮發(fā)性有機物的減少率分別為、。生物預(yù)處理過程中，微生物的生長、繁殖需要一定的水分，適宜的含水率有利于微生物對有機物的分解，進而實現(xiàn)生活垃圾的減量化。南方生活垃圾的含水率為，較有利于微生物分解有機物，因此南方生活垃圾的有機物減少量高于北方。 總氮的變化 各組堆體總氮隨時間的變化見圖。生物預(yù)處理過程中，組堆體的總氮含量均呈下降趨勢，其中南方雨季、南方非雨季、北方雨季、北方非雨季總氮的減少率分別為、。南方生活垃圾的總氮的減少率高于北方。在預(yù)處理的前周內(nèi)，南方雨季堆體中總氮含量下降較快，這可能是由于此堆體中廚余垃圾的含量最大，同時溫度較高，有機態(tài)氮通過微生物分解轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮并進一步揮發(fā)所致。 結(jié)論 本研究用模擬的南北方生活垃圾進行了短期生物預(yù)處理試驗，得到如下結(jié)論。 ）短期的生物預(yù)處理可以有效地減少我國南北方生活垃圾的水分、質(zhì)量、有機物及總氮。 ）在生物預(yù)處理過程中，南方生活垃圾的水分、質(zhì)量、有機物及總氮減少量大于北方生活垃圾。 ）在生物預(yù)處理過程中，南北方垃圾在雨季的模擬環(huán)境下，有機物降解較快。 生物預(yù)處理技術(shù)適用于我國南北方生活垃圾的處理，可以有效地減少垃圾的水分、質(zhì)量、有機物及總氮，有助于后續(xù)處理焚燒、填埋的操作及減少二次污染。 參考文獻： ，：，（）： ，（）： ，（）： ，（）： ，（）： ，（）： 楊列，劉婷，陳思，等生活垃圾機械生物預(yù)處理工藝優(yōu)化環(huán)境工程，（）： 楊列，劉婷，謝文剛，等生活垃圾預(yù)處