科教论坛 农村经济与科技2016年4月(上)·第27卷第07期(总第387期) 浅谈干式厌氧发酵技术 于 琪 (四川大学 建筑与环境学院,四川 成都 610065) [摘要]用干式厌氧发酵技术处理有机固体废弃物,有效减少污染,又符合能源、环境、经济的可持续发展理念,采 用干式厌氧发酵技术实现了有机固体废弃物的能源化利用,因此千式厌氧发酵技术引起了人们关注。介绍了干式厌 氧发酵技术的原理、影响因素。 [关键词]干式厌氧发酵;原理;影响因素 [中图分类号]X70 [文献标识码]A 引言 件。温度与有机物分解进程有着密切联系,温度直接影响着反 应速率,因为温度直接影响酶的活性。在一定温度范围内,温度 我国快速发展的工业,产生极大能源消耗,能源的可持续 越高,微生物代谢活动越快,相应的,有机物分解越快。在干式 发展理念亟需实现。在这样的背景下,干式厌氧发酵技术成为 厌氧发酵技术实际应用中,选用温度较低时所需能耗少,但温 了研究热点。干式厌氧发酵技术处理有机固体废弃物更是全面 度不稳定,易受外界环境影响,温度较高时生物和化学反应速 贯彻可持续发展理念。处理时产生的沼气属清洁能源,不会造 率较快,效率高,但能耗大。研究显示,中温厌氧发酵比高温厌 成环境的二次污染。 氧发酵反应更稳定,但高温厌氧发酵的发酵结果更好。 厌氧发酵时处理的有机固体废弃物的总固体浓度(TS)大 厌氧发酵系统的功能微生物种类多样性高,不同功能微生 于20%时属干式厌氧发酵,小于10%属于湿式厌氧发酵.介于 物的适宜pH范围不同,干式厌氧发酵反应的适宜pH以最敏感 10%~20%之间的属半干式厌氧发酵。干式厌氧发酵的沼液和沼 的功能菌为准。其中产甲烷菌对pH的要求程度最高,以6.5~ 渣产生量较少,且承受负荷能力强。这些优势促进了该工艺的 7.2为宜,对pH变化非常敏感。在厌氧发酵体系中,有些微生物 推广和发展。干式厌氧发酵工艺还可按照反应温度划分成常温 在适宜的pH范围内也会有产物的变化。 (室温)发酵,中温(35 40 ̄C)发酵、高温(55 ̄C)发酵。干式厌氧发 2.2底物的预处理 酵技术进行时,功能微生物是兼性厌氧和专性厌氧微生物,它 发酵底物的预处理,直接关系到发酵时间以及产气率。目 们联合作用.最终产生二氧化碳和甲烷等气体,实现生物质再 前比较常用的预处理技术有机械预处理法、热预处理法、化学 次利用,达到能源再生的目的。 预处理法和生物预处理法。机械和热预处理法比较好理解,就 是利用机械破碎、切割、研磨、震荡或高温加热的手段进行预处 1 厌氧发酵原理 理,以改变底物的物理形态。化学预处理法旨在向有机物质中 投加氧化或还原物质,包括酸、碱预处理法,臭氧氧化预处理 厌氧发酵在厌氧条件下进行。兼性和专性厌氧微生物利用 法,高级氧化预处理法。适当的预处理手段能够提高反应效率, 有机物产生沼气需要经过三阶段,就是著名的“三阶段厌氧发 机械预处理法中的挤压预处理就被证明能够有效的提高甲烷 酵理论”。第一阶段是水解阶段,在这一阶段,厌氧菌将不溶于 产量。另外,还有超声波和微波预处理法,有研究人员利用橄榄 水的有机质降解为可溶于水的有机质;第二阶段是产酸阶段, 果渣和污水污泥作为底物进行超声波和微波预处理,发现超声 已经溶于水的有机质被进一步降解.生成醋酸等有机酸:第三 波和微波预处理法对甲烷产量有者显著提升效果。再次证明了 阶段是产甲烷阶段,甲烷菌进一步产生CO 、CH 等气体。发酵 适当的预处理能够有效提升反应效率。生物预处理法主要利用 底物、中间产物的组成和浓度等因素相互影响相互牵制,反应 酶等物质预先水解底物,所需能耗低,无二次污染等优势。 过程逐渐达到稳定状态。生物质在厌氧发酵过程中发生的反应 2.3其他因素 十分复杂,需要找出主要影响因素和参数,来准确把握生物质 厌氧发酵底物的种类以及碳氮比对产气率的影响非常可 厌氧发酵实际工程应用的设计和运行。 观,所以需要对发酵底物进行元素分析。研究表明,底物碳氮比 在20到30为宜,碳氮比过高,发酵过程容易积累有机酸,碳氮 2 干式厌氧发酵技术的影响因素 比过低,会抑制有机物的正常分解,同时会产生大量NH3,抑制 产甲烷菌的活性。 2.1 温度和DH 功能微生物的选择,浓度的调节都对处理效果有着影响。 在许多物理化学反应中,温度和pH是首要考虑的反应条 同样浓度的功能微生物,需处理有机固体废弃物的(下转P132) [收稿日期]2016—03—08 [作者简介]于琪(1992一),女,吉林长春人,硕士在读,研究方向:固体废物资源化。 -
258— 财务·金融 农村经济与科技2016年4月(上)·第27卷第Cr7期(总第387期) 的顺利开展。 2.2建立科学完备的农村集体资产管理体 系 各级政府要借鉴其他地方优秀的集体资金管理经验,完善 其自身的资金管理体系。一方面,政府需要引进先进的资金管 理方法,如规范和推广“村会计委托代理制”、建立健全村级财 务公开和民主理财制度、完善基层民主政治建设等,只有这样 才能够分析、预测及帮助各级政府掌握资金流向等情况;另一 方面,为了提高农村集体资产管理的效率,各级政府要从实际 出发.深化改革、完善并推动落实包括财务管理、合同设置、审 计监督及各种奖惩激励等各项制度,避免农业日常管理中可能 出现的资金浪费、资金流失等财务危机,从而切实维护当地农 民的合法权益,促进农村经济发展和社会稳定。 2.3实施财务定期公开制度。加强内部监督 财务不公开不仅限制了农民对集体财产的知情权.同时也 影响了村民委员会的信誉及口碑.财务公开制度越来越成为各 级政府的工作常态。一方面,村民委员会也要跟随各级政府的 发展趋势,逐渐将农村集体财产公开制度落实到位,让每一位 村民能够看到资金的流向,还要分析资金的使用情况,这样才 能够团结全体村民共同建设社会主义新农村。另一方面,内部 监督制度也要逐步落实。财务是农村发展的基本,设置审计和 财务监督部门势在必行。监督部门要定期检查内部控制制度的 执行情况。及时监测农村集体资金流向和资金的存量.防止资 金流失和资金浪费现象,最终杜绝各种贪污腐败现象。 2.4提高农村会计人员的业务素质和职业道德 财务部门的完善与否、财务人员素质及道德高低直接影响 着“三农”的发展与利益。第一,财务人员的业务素质要随着发 展需求不断地提高,不仅政府要提供定期业务培训和交流的渠 道,财务人员自身也要积极学习各种先进的资金管理办法和理 念。不断拓展自身的知识结构。第二,基层政府要根据专业素 养、职业道德和工作经验来选拔财务人员,不能任人唯亲;第 三,农村会计不仅要有先进的业务素质,同时也要具备高尚的 职业道德。缺乏职业道德的会计会使农村集体资产流失,甚至 影响农村及农民的长远发展。 3结语 目前,许多政府认识到农村集体资产管理的重要性,纷纷 投入大量人力和物力建立各种制度以完善其资金管理体系。资 金在促进农业现代化和产业化方面发挥着必不可少的重要作 用,而基层政府掌握着农村集体财务的使用权和决定权,因此 要想提高农民收入、促进农村发展,就必须增强基层政府的财 务管理意识、建立并推行一套行之有效的集体资金管理体制, 同时还要加强内部监管,培养高素质的财务队伍。 [参考文献] [I]刘瑞雪I农村集体经营性资产法律保护间题研究[D].石家庄;河北 师范大学,2013, [2]金伟华,上海市农村集体资产管理模式研究[D].上海l上海交通大 学.2014. [3]郭光磊,新形势下农村集体资产管理的市场化思路[J].山西农经, 2014(04);14一l6, (上接P258)量也有要求,过高容易发生酸抑制,过低浪费资源, 处理效率低。在干式厌氧发酵的启动阶段,容易发生酸抑制,通 常是添加的有机固体废弃物的量过高,导致大量有机酸积累, 而搅拌可有效避免这一现象发生,还能够促进物料与微生物的 充分接触,提高反应效率。在实际应用过程中,除了考虑上述因 素的影响,还需尽量降低运行成本,提高经济效益。 [参考文献] [1]Karthikeyan OP,Visvanathan C.Effect of C/N ratio and ammonia—N accumulation in a pilot-scale thermophilic dry anaerobic diges ̄r [J].Bioresource Technology,2012,113:294—302. [2] Garcfa—Bernet D,Buffi ̄re P,Latrille E et a1.Water distribution in biowastes and digestates of dry anaerobic digestion technology[J]. Chemical engineeringjournal,2011,172(2):924—8. [3]Appels L,Baeyens J,Degr ̄ve J et a1.Principles and potential of the anaerobic digestion of waste-activated sludge[J].Progress in energy and combustion science,2008,34(6):755-81. [4] Ge X,Xu F.Li Y.Solid-state anaerobic digestion of lignocellulosic bioraass:Reeent progress and perspectives[J],Bioresource Technology, 2016,205:239—49 [5]Panepinto D,Genon G.Analysis of the extrusion as a pretreatment for the anaerobic digestion process[J].Industrial Crops and Products, 2016,83:206—12. [6] Alag·z BA,Yenigan 0,Erdin?ler A.Enhancement of anaerobic digestion efficiency of wastewater sludge and olive waste:Synergistic effect of co-digestion and ultrasonic/microwave sludge pre-treatment [j] Waste Management,2015,46:182-8. [7]Zhang P,Zeng G,Zhang G et a1.Anaerobic co-digestion of biosolids and organic fraction of municipal solid waste by sequencing batch process[J].Fuel processing technology,2008,89(4):485-9. (上接P241)民群众的文化素养自然就会得以提升,这将使美丽 乡村建设发展焕发出蓬勃生机。 [参考文献] [1]王平,朱小蔓.建设情感文明:当代学校教育的必然担当[J].教育研 究,2015(12):12—19. [2] 杜瑞芹.中国传统乡土伦理与当代农村人际关系研究[D].西宁: 一l32一 青海师范大学,2010. [3]谢镒逊_乡村教育之文化困境与出路探析一基于温德尔·拜瑞乡村 教育哲学的思考[J].教育科学论坛,201 1(04):8—10. [4] 刘伟.论乡村文化变迁中的留守儿童教育[J].宜宾学院学报,2015 (07):17-25.