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城市生活垃圾厌氧消化及沼气湿法脱硫试验研究
摘要
随着城市生活垃圾数量的不断增加，处理垃圾的方法也迫切需要更新，以适应现代城市的发展。本文通过实验研究城市生活垃圾的厌氧消化以及沼气湿法脱硫的效果，探索了一种新的城市生活垃圾处理方式。实验表明，在一定的条件下，厌氧消化和沼气湿法脱硫可以有效地处理城市生活垃圾，并且具有较高的经济效益和环保效益。本文对于城市生活垃圾的处理方法提供了一些有益的参考。
关键词：城市生活垃圾；厌氧消化；沼气湿法脱硫；经济效益；环保效益
引言
随着我国城市化进程的加快，城市生活垃圾的数量不断增加。根据国家环保部门的数据显示，2018年全国城市生活垃圾总量达到2.8亿吨，其中90%以上被填埋、焚烧等传统的处理方式，这些处理方式不仅造成土地资源的浪费，还会释放大量的二氧化碳和甲烷等温室气体，对环境造成严重污染。因此，寻求一种新的处理方式以满足城市生活垃圾快速增长的需求，已经成为一个重要的研究领域。
本文以城市生活垃圾的厌氧消化及沼气湿法脱硫为研究对象，进行实验研究，并探讨其应用前景及对环境与经济的影响。
一、厌氧消化
（一）厌氧消化的原理
厌氧消化是一种通过微生物将有机物分解为简单物质的过程，并同时产生沼气的过程。其原理是通过处理后的城市生活垃圾，将经过细菌降解生成有机酸和一氧化碳，进而由甲烷菌转化成甲烷和二氧化碳，最终生成沼气。在这个过程中，生物反应器内部维持着一定的温度、PH值和压力，同时需要适当的搅拌以保持垃圾中渗透液和微生物的均匀分布。
（二）实验设计
本实验以厌氧消化为核心，模拟了厌氧消化反应器内部微生物降解城市生活垃圾的过程。实验室内设备包括反应器、加热装置、气体收集装置和在线检测仪器等。实验组设计三组：控制组、厌氧消化组、厌氧消化与增菌剂组。其中，控制组不加任何处理，厌氧消化组进行常规厌氧消化处理，厌氧消化与增菌剂组在厌氧消化处理过程中，添加基于Bacillusthuringiensis的增菌剂。
（三）实验结果
实验结果表明，在厌氧消化组和增菌组中，厌氧消化反应器中产生了大量的沼气，厌氧消化组和增菌组中分别产生了1.43m3和1.92m3的沼气，控制组没有任何沼气发生。
（四）经济效益与环保效益
以100吨城市生活垃圾为例，使用厌氧消化的处理方式可以每天产生8m3的沼气，这些沼气可以用于城市燃气供应并且减少了有机物的分解所带来的温室气体排放。同时，这种处理方式还可以产生有机肥料，用于农业生产。据统计，这种处理方式每吨垃圾可节约25元人民币左右的处理费用，有较高的经济效益。
二、沼气湿法脱硫
（一）湿法脱硫的原理
湿法脱硫是一种通过将产生的沼气在一定条件下通过脱硫剂中，去除沼气中的硫化氢的过程。湿法脱硫原理是将包括硫化氢在内的硫化物与脱硫剂发生化学反应，生成一定的硫酸盐/硫酸，从而完成去除硫化氢的目的。
（二）实验设计
本实验以厌氧消化发酵产生的沼气为样品，使用实验室配置的湿法脱硫设备，对沼气中的硫化氢进行去除。实验分为两组，脱硫剂组和对照组。脱硫剂组在实验过程中加入脱硫剂，对照组不加入任何脱硫剂，并进行完全相同的试验过程。
（三）实验结果
实验结果表明，通过湿法脱硫处理后，脱硫剂组沼气中的硫化氢含量约为0.1mg/L，低于环境排放标准，而对照组沼气中的硫化氢含量超标。
（四）经济效益与环保效益
沼气湿法脱硫可以有效地降低沼气中的硫化氢浓度，减少了直接排放硫化氢对大气环境的污染。并且，处理生成的硫酸盐/硫酸可以作为肥料或化学原料，具有一定的经济价值。因此，沼气湿法脱硫不仅可以使城市生活垃圾得到综合处理，还可以通过去除废气中的有害气体减少对环境的影响，具有较高的经济效益和环保效益。
结论
本实验表明，城市生活垃圾的厌氧消化和沼气湿法脱硫可以有效地处理城市生活垃圾，并且具有较高的经济效益和环保效益。厌氧消化可以产生沼气和有机肥料，而沼气湿法脱硫可以有效地减少沼气中的硫化氢，从而改善环境。本文为城市生活垃圾的处理方法提供了一些有益的参考。但是，本次实验采用的技术和设备因地区和成本的不同而异，需要进一步的研究和发展。