摘要：介绍了城市有机生活垃圾资源化的研究，实验结果表明城市有机生活垃圾的生物气化是可行的，在严格厌氧的条件下，可以制取含甲烷65%左右的沼气。
关键词：城市有机生活垃圾；厌氧发酵；微生物；沼气；泥炭
1引言
随着我国经济的持续增长，城市大型化的发展和人口的高密度集中，人们面临着日趋严重的环境问题，特别是城市生活垃圾问题，已经成为当今世界最严重的公害之一。垃圾的不合理处置会产生一系列的影响：加剧环境污染，严重危害城市环境和居民生活条件。自然填埋的处理方式对土壤、地下水、大气等都会造成现实的影响和潜在的危害[1]。直接焚烧发电的处理方式会产生烟尘及有毒气体二恶英而形成二次污染，二恶英是一类急性剧毒物质，其毒性是氰化钾的一千倍以上，即使在很微量的情况下长期摄取也可引起癌变、畸形等顽症[2]。本研究采用厌氧发酵法处理城市有机生活垃圾，并产生洁净能源——沼气，为人类提供了一种绿色生物能源，具有成本低、环境效益好等特点。其发酵底物不仅是优质的农作物有机肥料，而且因其富含微生物菌体、氨基酸等活性物质，经加工可作为优良的鱼、鸡等动物饲料。可见这种方法是城市有机生活垃圾资源化处理的有效途径之一。对于我国的中小城市，由于垃圾中的可燃成分较少、热值低，不易焚烧，所以采用厌氧消化的方法较为有利。
2实验部分
2.1实验原料及器材
2.1.1发酵原料
菌种（自选），生活垃圾（基本组成见表1），粪便，阜新泥炭（基本组成见表2）。分检后的有机垃圾用于厌氧发酵。
表1淮南生活垃圾基本组成 

表2阜新大德乡泥炭基本组成 

2.1.2实验器材
发酵瓶（3000ml三口烧瓶），集气瓶（1000ml玻璃瓶）等玻璃器皿，电磁继电器，架盘天平，烘箱，温室，气体分析器（QF1904）等。
2.2有机物生物气化原理[3]
有机生活垃圾的厌氧发酵是微生物在厌氧条件下分解有机物产生沼气的过程，涉及多种交替作用的菌群，形成较复杂的相互作用体系。沼气发酵一般分三个阶段：
（1）液化阶段在液化阶段，复杂有机物（纤维素、蛋白质、脂肪等）在兼性微生物及少数厌氧微生物的作用下降解至基本结构单位或简单有机酸、醇等；
（2）产酸阶段液化的产物被微生物吸收到菌体内，并在胞内酸的催化作用下，将它们转化为低分子化合物，其中主要是挥发酸，如乙酸、丙酸、丁酸及乳酸等，还有乙醇、甲醇以及氢等。乙酸数量最大，约占80%；
（3）产甲烷阶段由于产甲烷的基质已很丰富，以及产氨细菌的活动而使氨态氮浓度增高，使发酵液中的氧化还原电势（Eh）降低，为产甲烷细菌提供了适宜的环境条件，促进产甲烷细菌迅速生长繁殖，将乙酸、甲酸、甲醇、氢气及二氧化碳等转化为甲烷。
产甲烷菌的营养物质与产甲烷基质都是来自各类分解菌对有机物进行分解而形成的代谢产物。分解菌源源不断地提供乙酸、H2/CO2和NH3等基质，产甲烷菌则利用这些物质进行代谢活动并产生甲烷。这样使产甲烷菌与不产甲烷菌的生长达到平衡，产甲烷与产酸达到平衡。
沼气发酵的一般进程是：发酵初期，分解菌及产酸菌生长旺盛，是占优势的菌群。当产氨细菌大量产生氨后，其酸碱度(pH值）与氧化还原电位（Eh）都有利于产甲烷菌的生长与繁殖。发酵过程中微生物的消长与生化反应，均能达到平衡。
2.3实验方案
2.3.1采用三套装置进行对比实验
1#垃圾/粪便为3/1，固/液为1/9；
2#垃圾/粪便/泥炭为2/1/1，固/液为1/9；
3#垃圾/粪便/泥炭为3/1/1，固/液为1/9。
2.3.2方法与步骤
（1）将不同配比的原料称量并分装入各发酵瓶中，装料体积占总容量的80%；
（2）加入菌种（10％），接种后适量添加石灰乳，调节pH值在7～8范围内；
（3）严格检查发酵装置各联接处的密封情况，不得漏气。置于温室中培养；
（4）从接种之日起逐日观察发酵及产气情况，并记录日产气率和温度；
（5）用排水集气法收集气体，当收集到一定量的气体后，做点燃试验，当离开火焰仍能燃烧时，再做气体组成分析试验；
（6）气体组成分析采用QF1904型气体分析仪；
（7）隔一定时间由取样口取少量发酵液检测pH值，必要时调节至7～8。
2.4实验结果与分析
由1＃、2＃实验数据作出图1，由3＃实验数据作出图2，由气体组成分析结果作出甲烷含量与时间的关系图3。 

图11#、2#装置日产气率与时间的关系
（1）日产气率与配比的关系据资料[3]介绍，沼气发酵原料中的C/N比以（20～30)/1为宜。由图1