【摘 要】随着城市不断发展建设，城市范围逐渐扩大，人口数量迅速攀升，这就给城市垃圾处理系统带来不小的挑战，为了顺利完成城市垃圾处理任务，需要加强对各种垃圾处理技术的研究，才能为城市居民提供良好的生活环境。本文主要选择厌氧消化技术为研究对象，先分析我国城市垃圾处理现状，再研究MOSE厌氧消化处理技术，最后探讨技术工艺。通过对该厌氧消化处理技术研究进展的概述，为我国城市生活垃圾的资源化处理提供方向。
【关键词】城市固体有机废弃物；处理；厌氧消化
城市每天都会产生大量的垃圾，其中就包括固体有机废弃物，如果处理不及时，不但会占用城市土地资源，还会污染周边环境。近些年，周边居民不断涌入城市内部，为城市注入新鲜血液的同时，城市垃圾总量也在不断增加。就调查发现，每年城市处理的垃圾总量都高达数亿吨，其中淤泥、废弃物、厨余垃圾的混合物占比最高，达到60%，这些垃圾富含大量的有机物，在处理过程中容易出现腐败讲解的现象，对垃圾站才产生巨大的污染，影响整个城市的生态系统。
1我国城市生活垃圾处理现状
现阶段，城市在处理固体有机废弃物时，为了达到减量及资源化的目的，通常会选择生物处理技术，包括堆肥、填埋、焚烧、厌氧消化等。我国各个城市都建了垃圾处理工厂，大部分地区都以填埋作为主要处理手段，但是无法满足激增的处理需求，无法实现无害化处理。填埋技术虽然操作简单，但是会占用城市土地资源，还会释放恶臭气体，如果填埋处理不到位，会对城市环境造成巨大危害。垃圾焚烧可以利用热值发电，但是会适当大量的温室气体，对全球气候产生破坏，而且一些城市垃圾的水分较高，无法满足焚烧需求，就需要对焚烧处理工艺进行不断优化改进。厌氧技术属于新兴技术，可以利用垃圾中的生物质，获得大量的沼气及废料，并且这种技术基本不会出现二次污染问题，为城市固体有机废弃物的处理提供新思路。
2城市固体有机废弃物厌氧消化处理技术
2.1原理
在使用厌氧消化处理技术时，让固体有机废弃物处于无氧条件，配合多种微生物分解有机质，得到能源物质、水、氢及二氧化碳。随着研究的不断深入，将厌氧消化分为四个阶段：一是水解阶段，在给予固体有机废弃物足够的反应条件以后，在多种微生物的帮助下，有机质会逐渐直接，得到大量的有机物，水溶性相对较强。二是发酵酸化阶段，将水解产物进一步分解，得到更简单的物质，这个过程还会释放大量的气体，包括二氧化碳、氢气、氨气等。三是乙酸化阶段，在前期已经生成大量的醇类及脂肪酸类物质，在该阶段可以对这些物质进行转化，得到乙酸。四是产甲烷阶段，这个阶段需要控制PH值，将乙酸合成为甲烷，同时释放大量气体。
2.2影响因素
2.2.1C/N比因素
城市固体有机废弃物的来源较多，不同垃圾拥有不同的组分，含有不同的C/N比，如果两者比例失衡，就会影响厌氧消化过程，可以积累氨、有机酸等物质，抑制微生物的活性。已有学者研究不同比例对城市固体有机废弃物消化的具体影响，发现C/N最佳比例为25，可以产出大量的甲烷，消化效果最优。虽然碳氮比不处于最佳状态，仍然可以正常发酵，但是甲烷产量会降低。
2.2.2PH值因素
在整个厌氧消化过程中，PH值对最终处理效果有着巨大的影响。城市固体有机废弃物处理主要涉及到两类微生物，一种为产酸菌群，另一种为产甲烷菌群，使用的PH范围有所不同，前者要求PH值在5.5-6.5之间，后者为7.0左右。已有研究表明，最适宜的PH范围在6.8-7.2之间，如果适当提升PH值，可以增加升生物气产量。可以看出，在整个消化过程中，需要调整PH值，确保其始终处于中性以上，可以添加一些PH缓冲剂，达到调控PH值的目的。
2.2.3温度因素
微生物容易受到温度影响，厌氧消化涉及到三个温度，现在大部分研究都侧重于中温及高温，中温环境下更适宜甲烷菌生长。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经过试验研究证明，55℃为最佳温度，灭菌率可以达到99%以上，但是甲烷活性可能受到抑制，降低总体产量。此外，高温还会增加运行能耗，这也是厌氧消化技术存在的技术瓶颈之一。
3分析厌氧消化技术工艺
3.1双相和单相厌氧消化
在MOSW处理期间，可以根据固体废弃物厌氧消化要求选择合适的厌氧消化反应器，常见的厌氧消化反应器主要包括：双相厌氧消化反应器、单相厌氧消化反应器两种。单相厌氧消化反应器需要将MOSW放入反应器中，经过厌氧消化过程生产固体有机物的能源物质，减少其中的垃圾，有效处理固体有机废弃物。单相厌氧消化技术反应器结构本身具有操控简单的特点，结构形式易于处理固体有机废弃物，现在很多西方国家采用的就是单相厌氧反应器。但是，这种反应器本身也有着较为明显的缺点，所有的反应都需要在同一个反应器内部今夕你给，在这个过程中固体有机废气会产生各种物质，这些物质会产生一系列反应，严重降低了反应器内部的稳定性，分解餐厨垃圾物质时，反应器的内部会产生氨氮等物质，这些物质会对微生物活性造成较影响，严重的情况下还会导致厌氧反应失败。双相厌氧反应是基于单相厌氧发应基础上研发的，能够将产甲烷与产酸放在两个反应器中，能够有效提高固体有机废弃物厌氧消化反应的稳定性。
3.2干式和半干式厌氧消化
半干式厌氧消化和干式厌氧消化是根据厌氧消化反应器固有含率等划分的，最开始处理固体废弃有机物质采用的方法为湿法，这种处理方式本身的处理能力非常低，基于此颜值干法厌氧消化处理方式，这种处理方式需要的反应器容积较小，能够分别处理挥发性固体、甲烷等但是，处理完成之后，厌氧消化效果并不会消失，而是处于不断增加状态，这个过程中，甲烷的产量会不断降低，有机质会快速分解，使得反应器效果无法达到预期。基于此，研制出半湿法消化方式，融合湿法个干法消化方式，能够有效促进微生物生长。
3.3连续式和批式厌氧消化
根据固体有机废弃物厌氧消化处理反应器的进料方式，厌氧消化方式主要分为连续性和一次性、批式等，连续性消化方式适用于固体碳氮处理，每个半个小时批式反应器会产出一定量的甲烷，对连续式和批式厌氧消化方式进行研究后，发现半连续式的厌氧消化反应器处理餐厨垃圾和动物泥浆废水在碳氮比66.5-26范围内的生物气总产量没有明显的区别。因此，在处理MOSW过程中选择批式还是连续式处理技术要根据MOSW的特性进行选择。
4结语
综上，厌氧消化技术优势较多，包括能耗小、工艺简单等，适用于处理城市固体有机废弃物，一方面可以减少垃圾总量，另一方面可以转化出大量的能源物质，在完成厌氧消化处理工作以后，可以将剩余物提供给农业生产。但是厌氧消化技术还不够成熟，存在耗费时间、设备不稳定等问题，针对这些问题，需要从城市固体有机废弃物入手，实现对现有设备的优化改造，达到连续处理的目的，才能实现工业化处理，替代填埋技术，为城市固体有机废弃物处理工作提供新方向。
参考文献
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论文作者:王艳凤
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第4期
论文发表时间:2020/4/22
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