摘要:介绍了农业固体废物的来源及对环境的影响,阐述了厌氧消化原理、过程、条件等,
并对其在农业废物治理中的应用进行了探讨。
关键词:农业废物;厌氧生物;发酵技术;高温堆肥;沼气生产
中图分类号:
X712 文献标识码:A
1 引言
厌氧生物发酵处理,是一种利用微生物自身的新陈代谢作用而实现有机固体废弃物处
理的方法。与好氧生物处理法相比,厌氧发酵法具有耗能低、占地面积小、处理效率高等优点,
更重要的是厌氧发酵的产物为高热值的能源
——沼气,可在一定程度上缓解农村能源紧张
的矛盾。同时,可利用厌氧发酵技术进行快速堆肥,为农业生产的绿色化提供优质的有机肥
料。
2 农业废物的来源及对环境的影响
2.1 农业废物的来源
农业固体废物原料来源非常广泛,而且可以就地取材。如人畜粪便、作物秸杆、植物的枯
枝落叶、污泥、垃圾、含有机物的日常生活废水、废渣等,它们均可作为厌氧生物发酵的原料。
2.2 农业废物对环境的影响
由于农村人口多、居住分散,农业固体废物种类繁多,数量大,所以对环境的影响不容
忽视。特别是收获季节,农民喜欢将固体废物就地焚烧,产生大量的烟气,使沿线的交通受
到影响,同时,在自然条件影响下,固体废物中的一些有害成分转入大气、水体和土壤,参
与生态系统的物质循环,具有潜在的、长期的危害性。因此,对农业固体废物进行综合治理
是十分必要的。
3 厌氧生物处理技术在农业废物治理
中的应用
3.1 厌氧生物处理机理
厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程,主要依靠水解产酸菌、产氢产乙酸菌、产
甲烷菌的联合作用来完成。因此可以初略地将厌氧消化过程划分为
3 个连续阶段,即:水解
酸化阶段,产酸菌将不溶性大分子有机物分解为小分子水溶性的脂肪酸;产氢产乙酸阶段
专性产氢产乙酸菌将各种有机酸分解转化成为
H2 和 CH3COOH 等;产甲烷阶段,一组甲
烷菌将
H2 和 CO2 转化为甲烷,一组甲烷菌将乙酸或乙酸盐脱羧为甲烷。
3.2 厌氧消化技术处理农业固体废物应用实例
3.2.1 农业固体废物高温堆肥
(
1)高温堆肥技术特点。
高温堆肥是实施
“沃土工程”、提高土壤肥力的主要内容之一,是秸秆还田的重要途径。
高温积肥具有取材广泛、简便易行、净化环境、减少污染、改良土壤、培肥地力、成本低、养分全
等诸多优点,深受农民朋友的欢迎。
(
2)高温堆肥影响因素。
①温度。厌氧发酵根据温度不同可分为常温发酵(自然温度)、中温发酵(
30~40
℃)
和高温发酵(
50~60
℃)。农业固体废物厌氧消化一般在中温或高温下进行,中温的最佳
温度为
35
℃左右,高温为 55℃左右。我们国家通常采用的是中温消化。
②
pH 值。产甲烷菌对 pH 值的要求非常严格,甲烷菌生长最适宜的 pH 值为 6.8~7.2,
水分含量为
90%~96%时产甲烷速率较高,pH 值低于 6 或高于 8 时,产甲烷菌正常消化就
遭到破坏,原材料进入厌氧消化系统时
pH 值应调节到 7 左右,并在运行过程中密切关注
pH 值变化,采取适当的控制措施。
③接种物。有机固体废弃物的厌氧发酵由多种微生物共同作用,因此,在发酵底物中添
加一定量的微生物作为接种物是实现厌氧发酵快速启动、提高沼气产量的重要措施。目前,