有機垃圾厭氧消化處理衛生學效果評價
隨著城市化規模不斷擴大，人口劇增，中國年產垃圾已高達1.5億噸，每年還要以10%的速度遞增，全國城鄉都面臨著垃圾污染環境問題，特別是有機垃圾是蚊蠅和鼠害孳生場所，傳播疾病、危害健康，同時也嚴重影響市容生活環境。垃圾處理方式主要采用衛生填埋、高溫堆肥、焚燒、厭氧消化4種處理方式，每種方式處理都有利弊。而城市生活垃圾厭氧發酵生物處理尚處于試驗階段，未能得到廣泛應用。本研究目的探討利用生物厭氧發酵技術加速有機垃圾分解，提供清潔能源和優質有機肥料，以推動廢棄物資源化、減量化和無害化，改善生活環境質量[1]。
1 材料與方法
1.1實驗室模擬試驗
收集廚房殘渣剩飯有機垃圾，以活性污泥為接種物，混勻后，投入70L體積厭氧發酵罐內，厭氧發酵罐具有自動控溫(35±1)℃、攪拌、檢測CO2、pH、CH4濃度等功能。進行30天厭氧消化處理，獲取試驗參數和經驗后再進行現場試驗。
1.2現場試驗
收集社區生活垃圾，進行人工分檢剔除廢鐵、玻璃、塑料制品等雜物后，進行機械粉碎，用回流液稀釋攪拌成漿狀，注入100m3(有效容積75m3)厭氧發酵罐內，每天注入5m3，固液比(以干重計)含5%左右的有機垃圾，用蒸汽加熱發酵罐內溫度維持在55℃左右，以原發酵罐內的雞糞為接種物，連續15天為一個周期，用有機垃圾置換出原有的雞糞原料，所產的沼氣經脫水、脫硫后進入儲氣罐，經管網系統輸送入戶作為生活能源，通過4個月連續運轉試驗，取得一些試驗結果。
1.3微生物學評價指標
采用糞大腸菌值、細菌總數、酵母菌值作為垃圾厭氧消化處理衛生學效果的評價指標。
1.4理化評價指標
采用溫度、pH值、甲烷濃度和產氣量等作為評價指標。
1.5微生物檢測方法
1.5.1糞大腸菌監測方法
按《糞便無害化衛生標準》(GB7959-87)中堆肥、糞稀中糞大腸菌群檢測方法進行。
1.5.2細菌總數和酵母菌測定方法按《水和廢水監測分析》一書中的水中細菌總數的測定方法進行。
2 結果與討論
2.1現場有機垃圾厭氧消化處理試驗結果
2.1.1細菌總數、酵母菌去除率見附表
雖然沒有列入細菌總數和酵母菌值的衛生標準。但本研究仍進行了細菌總數、酵母菌值檢測，其檢測結果作為衛生學效果評價的參考依據。根據實驗室模擬試驗檢測結果，活性污泥細菌總數含量高達107以上，經過厭氧消化處理后，細菌總數明顯降低，糞大腸菌和酵母菌能已達到未檢出良好的滅活效果。一般情況下，微生物普遍存在自然環境中，除非經過高溫消毒等措施，糞大腸菌、細菌和酵母菌才能被完全滅活。但試驗室內模擬試驗出現了這一結果，可能是在實驗室模擬試驗中，采用了廚房垃圾(主要是剩飯剩菜酸性食物)作為材料進行生物厭氧發酵處理，有機物分解產生大量的有機酸，在酸性狀態下，糞大腸菌、酵母菌被滅活所致。
同時根據現場試驗檢測結果也表明，有機垃圾經過高溫厭氧發酵生物處理后，出口消化液中細菌總數也能降低兩個數量級以上，酵母菌未檢出良好的除菌效果。由此可見，有機垃圾厭氧消化處理完全能達到了無害化的要求。
附表現場試驗微生物指標檢驗結果 cfu/ml |
2.1.2理化檢測指標結果
厭氧消化出口液溫度(55±110)℃，PH進料口6.3、出料口7.5；COD原料80000mg/L進料32.35mg/L出料16464mg/L；COD降解率平均為48.8%，產氣甲烷濃度平均為60.5%，1噸有機垃圾計算產氣量為73.4m3。
2.2衛生學效果評價
2.2.1有機垃圾在厭氧消化過程中滯留時間
根據現場試驗研究，發酵罐體積為100m3，而厭氧消化有效體積大于75m3，每天注入有機垃圾液為3～5m3，由于在冬季同時采取蒸汽增溫措施，能有效維持溫度在55℃范圍，有機垃圾滯留時間達到15天以上，完全符合國家《糞便無害化標準》中規定的糞便高溫厭氧消化(53±2)℃，持續2天的要求。
2.2.2糞大腸菌去除率
根據實驗室內模擬試驗檢測結果，有機垃圾在35℃中溫厭氧消化狀態下，經過活性污泥接種微生物菌種以后，加速了有機物快速分解，出口消化液中糞大腸菌達到未檢出良好效果，糞大腸菌去除率接近100%，能遠遠滿足《糞便無害化標準》中規定的常溫沼氣發酵糞大腸菌值10-4的要求。同時根據現場有機垃圾高溫厭氧消化處理試驗檢測的結果表明，在55℃高溫厭氧發酵狀態下，有機垃圾出口消化液糞大腸菌值僅為16cfuPml，去除率也接近100%，也符合標準規定高溫沼氣發酵10-1～10-2的要求。
2.3有機垃圾與人畜糞厭氧發酵處理效果比較
新鮮有機垃圾中生物病原體含量要比人畜糞便中生物病原體低得多，據1997年在湖南調查結果，戶廁沼氣池進口處人畜糞大腸菌值率高達10-10以上，而新鮮的有機垃圾中糞便大腸菌值在10-4～10-2范圍，比人畜糞便低得多。糞便經過常溫厭氧發酵處理后，糞大腸菌去除率可達99%以上，寄生蟲的滅活率也可達99%以上，完全能達到糞便無害化衛生標準的要求，因此有機垃圾同樣經過厭氧消化處理，也一定能達到垃圾無害化的要求[2，3]。
2.4環境衛生質量的改善 有機垃圾極易腐爛，產生惡臭，特別是在夏季成為蚊蠅孳生場所，有機垃圾中大量生物病原體通過各種途徑污染水體、大氣、土壤環境，直接或間接地影響、危害人群健康。發展有機垃圾厭氧消化處理技術，可以加速有機物快速分解，消滅蚊蠅孽生場所，切斷病原體傳播途徑，試驗結果計算出COD去除率平均為48.8%，同時也能提供沼氣能源和優質的有機肥料，更有利于改善城市生活環境質量。
2.5制約垃圾厭氧消化處理技術應用的因素
在國外，城市有機垃圾厭氧發酵生物處理技術已得到廣泛應用，所產生的沼氣被用于發電，而我國城市有機垃圾厭氧消化處理仍處于試驗階段。追究其原因，主要存在三方面問題：首先是城市垃圾數量巨大，厭氧消化處理的能力有限，不能滿足城市垃圾日益增長量的需求；其次是有機垃圾在厭氧消化處理中需要進行預處理，要剔除不能分解的雜物。由于我國人群生活習慣、衛生素質不同，致使垃圾尚未普及分類收集，混合垃圾不能直接采取濕式厭氧消化來處理，需要進行預篩選，這樣增加垃圾處理難度；第三點是厭氧消化處理還需要有配套設施，如蒸汽鍋爐、儲氣罐、脫水脫硫裝置，同時還要建立輸氣管網系統，一次性投資較大，運營成本也很高，這些因素嚴重制約了有機垃圾厭氧消化處理技術的應用，導致我國城市垃圾主要采用衛生填埋處理措施來控制垃圾污染環境。
綜上所述，城市有機垃圾厭氧消化處理技術應用從衛生學效果評價角度來講，厭氧消化處理技術是可行的，能達到無害化目標，特別適用于大型飼養場家禽、家畜糞便無害化處理。也可以作為補充城市垃圾無害化處理另一種形式，各地區根據城鄉垃圾組分不同，可以采取不同的方式處理，最終達到有機垃圾無害化的目標，提高城市居民生活環境質量，有利于保障人民健康。
3 參考文獻
略
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
