初探德国厌沼气工程技术用于中国餐厨垃圾处理的可行性.doc

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1、德国厌氧沼气工程技术用于中国餐厨垃圾处理初探尤宇嘉1杨军华2北京时代桃源环境科技有限公司北京市海淀区上地东路9号得实大厦三层邮编：100085摘要：介绍厌氧技术及厌氧工程在德国的产生、发展及应用情况。并以餐厨垃圾处理为例，探讨德国厌氧沼气技术及沼气工程的成熟经验应用于中国餐厨垃圾处理的可行性。关键词：厌氧技术、沼气工程、餐厨垃圾、1．前言餐厨垃圾是城市日常生活中产生的最为普遍的废弃物，其主要成分包括淀粉类食物、植物纤维、动物蛋白和脂肪类等有机物。具有含水率高、盐分含量高、有机物含量高等特点，易滋生病原菌、病

2、原微生物，易腐烂、变质、发臭、滋生蚊蝇。目前我国餐厨垃圾多作为养殖饲料直接使用，未经过任何处理的餐厨垃圾通过食用牲畜重新进入食物链，危及人类的身体健康；同时地沟油也被收集起来重新炼制成为廉价食用油，在市场上再次流通，危害人民群众的身体健康。在存在问题的同时，餐厨垃圾因其富含有机物也可作为潜在的能源供应体。利用餐厨垃圾通过成熟工艺技术获取能源不失为合理的解决方式。寻找合适的处理技术及工艺值得人们深入探讨。2．德国厌氧技术及厌氧工程2.1．德国厌氧工程的发展状况自20世纪60年代起，厌氧技术在德国就得到初步应用

3、。至上世纪90年代，厌氧技术的工程使用日益成熟，厌氧沼气工程开始在德国及整个欧洲大规模、广泛投入使用。根据德国沼气协会数据，截至到2010年，德国境内总共有约5000个沼气工程运行使用，占欧洲全部沼气工程的80%以上。年发电2000MW，提供的上网电量约占德国全年供电量的2%。2010年德国政府按照《新能源法》（Erneuerbare-Energien-Gesetz）开始对沼气工程发电进行补贴，进一步促进了厌氧沼气工程的发展。按照德国政府的规划，到2020年，新能源发电将占德国全年总发电量的43%，替代核能

4、在能源供应体系中的位置。2.2．德国厌氧沼气工程的分类11根据使用原料的不同，沼气工程所使用的工艺及设备也各不相同。根据处理对象的不同，沼气工程可分为以下几类：处理对象污水禽畜粪便能源作物污泥餐厨垃圾生活垃圾进罐TS1.5-2%约5%约3%10-20%20-35%前处理设备简单简单简单复杂非常复杂技术难点成熟成熟高效反应器垃圾分拣粉碎和高有机负荷率反应器垃圾分拣粉碎，干式发酵工艺以上所有使用有机垃圾作为原料，采用厌氧降解技术的垃圾处理工程都称之为厌氧处理工程，但由于垃圾原料性质的差别极大，工程应用上所采用的

5、工艺及设备也截然不同。目前技术最成熟、应用最久的沼气工程是处理污水及粪便和能源作物的处理工程。污水中TS含量极低，不需要前处理工艺，发酵罐体较小，工艺设计较为简单，设备较为简单。由于秸秆等能源作物TS含量较高，碳氮比较低，单独采用厌氧处理难度极大。因此加入粪便稀释降低物料的总TS含量，同时调整物料中的碳氮比。这种处理工艺相对简单，只需简单的前处理即可。目前在德国约有超过300家企业可从事这两种沼气工程的建设运营。污泥的厌氧处理主要是降低污泥中COD的含量，达到无害化处理的目的。污泥的厌氧处理工程工艺比较成熟

6、，在德国约有30家企业开展该领域业务。目前的技术发展方向是采用高效反应设备，提高污泥厌氧处理效率。进入90年代后，厌氧工程开始尝试处理以餐厨垃圾和生活垃圾为代表的TS含量较高的垃圾物料，这两种垃圾由于TS含量较高、流动性较差、杂质较多，因此在采用厌氧降解技术时需要经过较为完整的机械式前处理过程。前处理的目的是使去处垃圾原料中的杂质、减小垃圾原料的颗粒大小、改善垃圾原料的流动性。由于工程技术门槛较高，目前德国仅有不到10家企业拥有餐厨垃圾、生活垃圾厌氧处理工程的设计、建造、运营能力。在沼气工程建设时，应根据物

7、料性质、TS含量、杂质含量、输送方式及输送能力、搅拌器搅拌能力、沼气利用方式、发酵后产物处理及利用方式等参数，组合选择合适的工艺技术，确保工程的正常平稳运行。2.3．德国厌氧沼气工程技术厌氧沼气工程是针对有机垃圾的工业化集中处置工程，主要采用设计、建造、运营三方面技术。112.3.1设计技术设计技术是指根据餐厨垃圾原料的特性，选择合理的厌氧发酵工艺，设计相应的配套工艺，选择合适的处理设备，同时考虑到杜绝二次污染。经过几十年的发展，德国已基本上拥有了多种使用厌氧发酵工艺技术，如中温与高温技术；湿法与干法技术；

8、单相与两相技术；连续与序批次技术等。厌氧发酵工艺是整个设计工作的核心，必须首先确定厌氧工艺，才能够确定其他的配套工艺，如前处理、后处理等工艺。前处理等工艺过程全部都是围绕厌氧工艺展开的，都是服务于厌氧工艺的。例如，当确定了采用湿法发酵工艺时，前处理工艺中必须设计制浆工艺。如果采用干法发酵工艺，制浆工艺就没有必要了。此外在设计时应根据物料特性选择合理的设备。以餐厨垃圾为例，湿法工艺中，当物料的TS含量较高时，物料的