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六橫島厭氧發(fā)酵利用
六橫島厭氧發(fā)酵利用
【摘 要】根據(jù)我們?nèi)ブ凵搅鶛M島的實(shí)地考察情況，我們發(fā)現(xiàn)海島由于特殊的地理環(huán)境，海島上產(chǎn)生的固體垃圾一般采取填埋的方式處理，海島商業(yè)和工業(yè)廢水通過(guò)當(dāng)?shù)氐奈鬯幚韽S凈化再利用，然部分城鄉(xiāng)生活污水則直接排入大海，影響海島環(huán)境。
海島的有限的陸地面積不能供海島居民無(wú)限填埋垃圾使用。
本文講述如何運(yùn)用厭氧發(fā)酵技術(shù)，利用海島存在的部分有機(jī)物垃圾(主要是糞便和植物遺骸)制備沼氣的意義以及該生物技術(shù)存在的影響因素，并展望用厭氧發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)沼氣改善海島經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的發(fā)展前景。
本文以六橫島為例，展開(kāi)探討。
【關(guān)鍵詞】厭氧發(fā)酵;有機(jī)垃圾;制沼氣;發(fā)展前景
引 言
舟山群島新區(qū)處于我國(guó)南北海運(yùn)大通道和長(zhǎng)江黃金水道交匯地帶，是江海聯(lián)運(yùn)的重要樞紐。
是我國(guó)伸入環(huán)太平洋經(jīng)濟(jì)圈的前沿地區(qū)。
同時(shí)，舟山群島海洋生物資源豐富，是我國(guó)最大的近海漁場(chǎng)。
舟山群島新區(qū)發(fā)展優(yōu)勢(shì)明顯，使得海島經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，人口不斷增加。
但同時(shí)也存在重大交通基礎(chǔ)設(shè)施滯后、土地等要素制約明顯。
龐大的垃圾日產(chǎn)量成為海島的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境不小的挑戰(zhàn)。
六橫島作為舟山群島最大的島嶼之一，其具有很大的代表性。
一、厭氧發(fā)酵在海六橫島應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)
1、六橫島的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
依托區(qū)位優(yōu)勢(shì)、資源條件和政策優(yōu)勢(shì)，六橫臨港產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，中遠(yuǎn)大型修造船基地、浙能煤電項(xiàng)目、涼潭島武鋼鐵礦砂中轉(zhuǎn)基地等一批大型臨港產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目相繼落戶建設(shè)。
近幾年的開(kāi)發(fā)建設(shè)，六橫經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施、配套服務(wù)明顯進(jìn)步，發(fā)展要素建設(shè)取得了較大進(jìn)展。
島陸交通、電力、供水等重要發(fā)展要素基本能適應(yīng)當(dāng)前六橫經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要。
更重要的是，六橫的進(jìn)一步發(fā)展得到了省、市、區(qū)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)部門的高度重視、關(guān)心和支持，這為進(jìn)一步提升六橫的發(fā)展能力、拓展發(fā)展空間、提升發(fā)展水平打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
六橫已有足夠的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，進(jìn)行厭氧發(fā)酵工程的試驗(yàn)。
2、六橫經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)。
六橫較一般海島來(lái)說(shuō)，六橫已經(jīng)有相對(duì)的經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)：六橫的海水淡化廠以及污水處理場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入一起工程投入使用，尤其是污水處理廠已經(jīng)運(yùn)用生物技術(shù)技術(shù)通過(guò)生物菌的氧化作用達(dá)到凈化污水的目的。
這些經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)是其他海島所未擁有。
同時(shí)也說(shuō)明了六橫已經(jīng)具有掌握基本的生物本領(lǐng)。
3、六橫島可利用的垃圾資源充足。
六橫城鄉(xiāng)環(huán)衛(wèi)一體化，全島已有3座垃圾中轉(zhuǎn)站，每天都有數(shù)十座垃圾清運(yùn)車把垃圾運(yùn)到垃圾中轉(zhuǎn)站，經(jīng)壓縮后，再由統(tǒng)一車輛運(yùn)到黃巖潭垃圾填埋場(chǎng)。
目前六橫日常處理生活垃圾100余噸。
大量的日生活垃圾、六橫島所有居民以及禽類的糞便可以源源不斷的為厭氧發(fā)酵制沼氣提供原材料。
4、厭氧發(fā)酵的技術(shù)比較成熟。
以厭氧發(fā)酵為核心環(huán)節(jié)的沼氣技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2002年底全國(guó)戶用沼氣池總量達(dá)到1000萬(wàn)個(gè)，畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程1100多處，城鎮(zhèn)生活污水凈化沼氣池近10萬(wàn)處。
成熟的技術(shù)和多起成功的事例為六橫島引進(jìn)該技術(shù)有了保障。
5、厭氧發(fā)酵工程多樣性。
厭氧發(fā)酵工程除了可以制沼氣外，厭氧發(fā)酵還可以制氫以通過(guò)厭氧發(fā)酵來(lái)發(fā)電。
以上的多種可能為海島提供了選擇，每一個(gè)海島可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐男枰獊?lái)選擇厭氧發(fā)酵向那一方面進(jìn)行。
這樣厭氧發(fā)酵可以適合更多的舟山海島，可以把該工程在舟山普及。
二、厭氧發(fā)酵在海島應(yīng)用的劣勢(shì)
1、原料收集工程量大。
厭氧發(fā)酵對(duì)原料要求很高，厭氧發(fā)酵一般只發(fā)酵部分有機(jī)物垃圾(多指動(dòng)植物遺骸和糞便)。
然而海島垃圾沒(méi)有分類處理，所有垃圾混雜不利于厭氧發(fā)酵工程實(shí)施。
島上居民的排泄物沒(méi)有統(tǒng)一的管道可以收集。
大多城鎮(zhèn)居民的排泄物與生活污水進(jìn)入島上污水處理廠，農(nóng)村用于肥料或排入大海。
2、厭氧發(fā)酵對(duì)環(huán)境要求高。
環(huán)境要求：厭氧環(huán)境、充足的有機(jī)物、碳氮比、最適宜的溫度區(qū)、合適的pH值、攪拌、稀釋。
三、應(yīng)對(duì)措施
厭氧環(huán)境的制造已有兩種普遍方法：密不通風(fēng)的沼氣池、密閉的沼氣罐。
沼氣池或灌中充足的有機(jī)物是為了使生物菌正常生長(zhǎng)和繁殖。
合理的有機(jī)物填充范圍一般每立方米每天加入1.6-4.8kg為宜。
在發(fā)酵原料中，碳氮比一般以25：1為最佳。
最適的溫度區(qū)分在34-36℃左右，稱為中溫消化和在50-53℃左右，稱為高溫消化。
沼氣發(fā)生時(shí)合適的pH值為6.4-7.2，高于8或者低于6時(shí)沼氣菌將受到抑制。
現(xiàn)代消化池是連續(xù)投入，不斷攪拌，使微生物和有機(jī)物充分接觸，能大大促進(jìn)發(fā)酵過(guò)程。
在發(fā)酵過(guò)程中，揮發(fā)性酸、氨、氧、抗生素等過(guò)多將影響厭氧性分解。
為了避免氨過(guò)多的影響，可將有機(jī)物稀釋。
通常發(fā)酵池干物質(zhì)與水的比例以1：10為宜，過(guò)稀則耗水量增加，并增大發(fā)醉池容積。
畜禽糞以及厭氧發(fā)酵后，約60%的碳素轉(zhuǎn)變?yōu)檎託狻?/p>
為了更好的再利用部分有機(jī)垃圾，提高材料的運(yùn)用率。
我們需要模擬人體消化系統(tǒng)，把未分解的合適的有機(jī)垃圾先通過(guò)酶(多指纖維素酶和果膠酶等)消化有機(jī)物，再把處理過(guò)的有機(jī)物投入到沼氣池中厭氧酵解。
由于多增加了一個(gè)步驟，經(jīng)濟(jì)成本投入也會(huì)隨之增加。
厭氧發(fā)酵畜禽糞便生產(chǎn)沼氣就是利用受控制的厭氧細(xì)菌分解作用，將糞便中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的有機(jī)酸，然后再將簡(jiǎn)單的有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為沼氣和二氧化碳。
目前人們普遍認(rèn)為厭氧消化過(guò)程主要分為三個(gè)階段：第一階段為水解性細(xì)菌產(chǎn)生水解酶把非水溶性大分子的碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)等水解成可溶性的較小分子化合物的過(guò)程。
第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)酸階段。
第三階段為產(chǎn)甲烷菌利用降解產(chǎn)物產(chǎn)生甲烷的過(guò)程。
整個(gè)厭氧消化過(guò)程是一個(gè)產(chǎn)甲烷菌和非產(chǎn)甲烷菌相互作用，相互制約的動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程。
用于厭氧消化的原料幾乎都是不溶性的有機(jī)大分子，只有通過(guò)水解酶把它們分解成較小的分子后才能被產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌利用，最終產(chǎn)生甲烷。
四、厭氧發(fā)酵的意義
1、厭氧發(fā)酵的綠色環(huán)保效益。
可以回收部分垃圾再利用，減少了海島的垃圾負(fù)擔(dān);可以和海島養(yǎng)殖戶聯(lián)系，統(tǒng)一收集動(dòng)物糞便，有利于維持海島的衛(wèi)生以及美觀和減輕農(nóng)村的水污染程度。
2、厭氧發(fā)酵的經(jīng)濟(jì)效益。
沼氣池產(chǎn)生的沼氣，可以按照市場(chǎng)價(jià)格面向海島居民。
沼氣池產(chǎn)生的廢渣是很好肥料，有利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)，可以把廢渣投入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來(lái)增加產(chǎn)量。
較少了政府投入到治理農(nóng)村水污染的資金。
五、發(fā)展前景
厭氧發(fā)酵制沼氣所涉及的反應(yīng)裝置和主要工藝比較簡(jiǎn)單;在國(guó)內(nèi)現(xiàn)在的厭氧發(fā)酵技術(shù)比較成熟;并且有借鑒國(guó)外先進(jìn)的厭氧發(fā)酵技術(shù)和模式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。
利用厭氧發(fā)酵處理畜禽糞便生產(chǎn)沼氣，解決了因養(yǎng)殖規(guī)模擴(kuò)大帶來(lái)的環(huán)境惡化問(wèn)題，極大地改善了農(nóng)業(yè)的生態(tài)環(huán)境，提高了人們的生活質(zhì)量，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，有著豐富的資源和廣闊的前景。
這樣技術(shù)沒(méi)有在全國(guó)普遍推廣說(shuō)明還待完善的地方。
相信厭氧發(fā)酵制沼氣如果在六橫島成果投入運(yùn)行的話，將會(huì)起到很好的榜樣作用。
舟山群島通過(guò)生物技術(shù)來(lái)改善環(huán)境、減輕海島垃圾負(fù)擔(dān)、增加海島經(jīng)濟(jì)效益，在未來(lái)可以實(shí)現(xiàn)。
【參考文獻(xiàn)】
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