⑤不产甲烷细菌和产甲烷细菌共同维持环境中适宜的pH值
量的有机酸、CO2,CO2又能部分溶于水形成碳酸,使发酵液料中pH值明显下降。但是不产甲烷细菌类群中还有一类细菌叫氨化细菌,能迅速分解蛋白质产生氨,氨可中和部分酸使正常的发酵继续下去,直到将原料分解干净为止。
这时我们就会发现原来的生活垃圾和有机废物已经从根本改变了性质,从有毒、有害、存在大量的各种传染病菌的状态,分解和变化为无毒、无害、各种传染病菌已经被全部消灭了的状态,也就是达到了我们利用上述的由厌氧细菌进行环保化处理的效果,在处理过程中我们首先可以得到大量的“取之不尽、用之不竭”的“绿色能源——沼气”,然后再将处理完用尽沼气后的剩余物(我们通常叫“沼渣”)进行再开发利用,将在下面介绍。
三、 垃圾沼气的综合利用
1、沼气发电:
沼气发电是最优先考虑的一种能源利用方式,原因是整个系统比较简单,技术难度不高,都是很成熟的技术,也没有高压设备,同时成本是最低的,其实就是将沼气通入普通柴油发电机组中柴油机的进气管里,在进气管里面沼气和空气预先混合,然后在汽缸里混合气体被压缩时喷入的柴油起点燃作用,使柴油机工作,在柴油机运转时就可以明显的看到耗油量会大幅度下降,而动力输出不变,这就是所谓的“沼气和柴油的混和燃烧方式”我们叫“混烧”,是在柴油机上实现的,混烧最高节油率在50-85%左右国外有节油率达到90%的报道,沼气如果供应不足时柴油机会自动调节增大柴油比例,这种方式比较稳定,这样就大大的节省了柴油使发电的成本大大降低。
如果将所发的电并入大电网,就可以售电方式获得大的经济效益,至少可以冲抵自己的电费支出,也就是实际意义上的“实现电表反转”。
如果将沼气作为汽油机的气体燃料,不再使用其它的燃料,就是“纯烧”方式,纯烧可以做到100%的节油率,即只用沼气即可,但是对沼气的燃烧热值(质量)要求很高,否则不能够稳定工作。
无论那种方式,在利用沼气时都应该将沼气中所含的30-55%的二氧化碳去掉,否则在混烧时柴油机会因为燃烧点的滞后,而造成“机组过热”的现象,会将柴油机的排气管烧红,排气阀烧坏,不能正常工作。
在纯烧时由于沼气中二氧化碳的含量不稳定,同时总气体的热值偏低,也不能使汽油机正常、平稳的运转,所以在沼气发电时一定要将这种不能参加燃烧的“多余”的二氧化碳去掉,本人就有《可脱二氧化碳的沼气储气罐》专利,更详细的情况请直接联系。
2、沼气CNG方式:
将沼气脱去二氧化碳后,就是纯甲烷了,从石油矿开采的气体就是厌氧菌在千百万年中产生的沼气,一般叫天然气指是从地下开采的,和垃圾中产生的沼气成分是一样的都是甲烷,将这些纯甲烷通过高压压缩机,压缩到专用钢瓶里面(压力在200公斤/平方厘米左右),就可以放到汽车上作为燃料使用了,我们兰州市的公交车、出租车大部分都是这种方式,简称CNG方式,由于是可以完全替代汽油的方式,所以其意义是“不言而喻”的。
3、沼气LNG:
在将沼气压缩到162公斤/平方厘米的过程中再用深度低温将其冷却,当温度达到-160℃时,甲烷就会变为液体,这就是LNG方式,这种方式极大的缩小了甲烷的体积,当这种高压、低温的液体变回到气体时体积可以增大600倍,同时会吸收大量的热量,这种燃料可以用做各种航空器的燃料和需要低温场合的“冷源”。
4、沼气保鲜:
沼气还可以用来进行粮食、蔬菜、水果等食品的保鲜,有很好的效果。
5、替代和减少“焚烧垃圾方式”的能源使用量:
垃圾处理方面有利用可燃垃圾,进行焚烧方式进行垃圾发电的方法,但是一定要使用传统的能源进行焚烧炉的预热、升温、保温,沼气可以用做焚烧法的燃料,替代或者是大幅度的减少传统的其他燃料的使用量,
四、沼渣的综合利用
当我们介绍的“人工沼气矿”中的可燃气体用尽后,也是垃圾原料充分发酵的时候,这些剩余物,我们叫沼渣,它富含多种的氮、磷、钾和微量单质元素,是栽培食用菌的最好的原料,在厌氧发酵时原料中的各种喜氧菌和有毒、有害的细菌都被分解、消灭,这时如果我们在这些沼渣上种上食用菌的菌种,就会长出大量的食用菌来,多年的实验证明,1公斤沼渣可以生产出1公斤大平菇或凤尾菇,种植香菇、草菇、兰花菇也都获得大的成功。
用现在市场经济的观点看,它的经济效益是提供了大量的食用菌栽培原料,最普通的是用棉子壳种植蘑菇,每公斤的市价是0.5-0.8元人民币,由于棉子壳的总产量有限,所以要大力发展食用菌,大幅度增加总产量必须解决大量的原料来源问题,这种“人工沼气矿”最有经济效益的方面就是利用产生过沼气后的沼渣,作为大量栽培生产食用菌的数量巨大的原料,而食用菌晒干后又可以长期储存,从国家的食品战略方面看有巨大的战略意义。
更可贵的是可以减少传统垃圾填埋场的占用土地面积,这在我国是有很大意义的事,应该大力推广。
五、应用该项目的一点建议
1、现有垃圾填埋场的开发利用:
现有的垃圾填埋场,如果有较好的覆盖层时,一般会有很多沼气产生,我们可以用打钻抽气的方法,在上面打不同深度的气井,并且用抽气机抽出沼气,储存在沼气罐中进行利用,根据沼气的产生机理人为的注入未处理的生活污水,促使原料中的有机物充分分解产生更多沼气,在抽气时可以产生一定的真空,而真空状态能够使产气量提高,本人的《真空发酵沼气生产装置》;(2006年2月15日获得专利证书;专利号:ZL200420086521.5)就是在多年研究沼气的经验上总结出的可以大幅度提高沼气的专利技术,有兴趣者可以与我联系。
2、新垃圾填埋场的设计:
新的垃圾填埋场的标准还没有,但是起码应该做到,有一个防渗漏的底层和可以排出渗漏液体的管道系统,因为沼气的发酵会产生一部分液体,我们叫渗出液,也就是沼液,富含大量甲烷菌,可以用来回灌到被填埋的垃圾中,加速发酵过程,圆明园的铺塑料防渗层的做方法在这里就是好方法了;另外也需要做一个方便覆盖和打开的隔氧覆盖层,以方便产完沼气后的原料的取出,当然还应该有专门的管理部门进行管理。
3、、原料的前期处理:
既然这种填埋方式可以产生大的经济效益,那么就可以采用较昂贵的设备进行原料的精加工,比如将垃圾中的塑料、金属等不参加发酵的部分去掉。
以前在进行垃圾利用方面国内、外就有全自动的分检处理设备,但是由于没有任何后期的、较大的经济产出,这些昂贵的设备在仅仅处理垃圾时往往由于财力的不足使用不起,在我们改变思路,将传统的垃圾填埋场变成有巨大经济效益的“人工沼气矿”时就可以大胆的使用了。
使用这些高级设备时不但使我们产生沼气的原料更加理想,同时还可以有回收有用物资的附带效应,同时可以分检出很多如金属、塑料、玻璃、纸张等可以循环利用的物资,这就解决了垃圾分检难题,另外根据沼气生产中的最佳配方(氮、碳比为25-30:1)应该加入大量的农作物或者是植物秸杆,使其能够最大量的产生沼气,而且产完沼气后作为生产食用菌的原料使用时特别的方便。
4、人工沼气矿产业的模式链:
(1) 沼气发电:利用沼气(必须脱去二氧化碳)开动发电机组进行发电,然后并入大电网。
(2) 沼气经过压缩后装入高压纲瓶供汽车使用(当然要进行脱二氧化碳处理),替代部分汽油。
(3) 其它的可以利用沼气的场合,都应该进行科学探索,以产生更大的经济和社会效益。
(4) 沼渣的利用方面可以成立大型的食用菌生产公司,利用高科技手段,进行多种食用菌的栽培,如:普通的大平菇、凤尾菇、香菇、草菇、木耳甚至灵芝的栽培,还要将利用完的原料进一步进行加工利用,作为改良中、低产田的有机肥料,投入到农村,改良农田以减少化肥的使用,改善农产品品质。更可以出售给蘑菇种植户做原料。
(5) 在将垃圾填埋场变成“人工沼气矿”的同时可以安排大量的劳动力,也是解决就业难的一种有效手段,在大规模开发中将产生大量的工作岗位。
(完毕)