Unterschied zwischen aerober Kompostierung und anaerober Vergärung

1. Aerobe Kompostierung

Der aerobe Zersetzungsprozess findet im Allgemeinen in Gegenwart von Sauerstoff und Wasser statt. Seine Bildung verläuft wie folgt:

Organische Stoffe + aerobe Bakterien + Sauerstoff + Wasser → Kohlendioxid + Wasser (Dampfzustand) + Nitrat + Sulfat + Oxid

2. Anaerobe Gärung

Anaerobe Prozesse finden in der Regel in Abwesenheit von Sauerstoff statt, und ihre Entstehung ist wie folgt:

Organisches Material + anaerobe Bakterien + Kohlendioxid + Wasser → gasförmiges Methan (Biogas) + Ammoniak + Endprodukt

Die aerobe Kompostierung und die anaerobe Vergärung sind beides Prozesse des Abbaus organischer Stoffe unter der Einwirkung von Mikroorganismen. Sie haben Gemeinsamkeiten und Unterschiede. In diesem Artikel werden die Grundsätze, der Prozessablauf, die Fermentationsstufen, die Einflussfaktoren usw. im Einzelnen erläutert.

Die Gemeinsamkeiten zwischen aerober Kompostierung und anaerober Vergärung

Es handelt sich dabei um Prozesse des Abbaus organischer Stoffe durch Mikroorganismen. Sie erfordern Bedingungen für die mikrobielle Kultur, einschließlich einer angemessenen Verteilung der Nährstoffe, Temperatur, pH-Wert usw.; sie bauen organische Schadstoffe ab, töten Krankheitserreger, erhöhen das Verhältnis von N und P und verwandeln Rohdünger in pflanzenfreundlichere Düngemittel. Leicht absorbierbarer gekochter Dünger.

Der Unterschied zwischen aerober Kompostierung und anaerober Vergärung

Unterschiedliche Prinzipien

Bei der aeroben Kompostierung absorbieren, oxidieren und zersetzen aerobe Bakterien den Abfall unter aeroben Bedingungen. Durch ihre eigenen Lebensaktivitäten oxidieren die Mikroorganismen einen Teil der aufgenommenen organischen Stoffe zu einfachen anorganischen Stoffen und setzen gleichzeitig die für die mikrobiellen Wachstumsaktivitäten erforderliche Energie frei, während ein anderer Teil der organischen Stoffe zu neuem Zytoplasma synthetisiert wird, so dass die Mikroorganismen weiter wachsen und sich vermehren können. Der Prozess der Produktion weiterer Organismen. Die anaerobe Fermentation ist die Stabilisierung von Abfällen durch die Stoffwechselaktivitäten von Mikroorganismen unter anaeroben Bedingungen, begleitet von der Produktion von Methan und CO2.

Unterschiedlicher Prozess

1) Aerobe Kompostierung

Der Hauptprozessablauf ist folgender: Vorbehandlung von Lebensmittelabfällen → Hauptgärung → Nachgärung → Nachbehandlung → Lagerung

①Vorbehandlung von Rohstoffen

Einschließlich Sortierung von Lebensmittelabfällen, Zerkleinerung von Lebensmittelabfällen und Einstellung des Feuchtigkeitsgehalts und des Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnisses. Entfernen Sie zunächst Verunreinigungen wie Metall, Glas, Kunststoff und Holz aus dem Abfall und zerkleinern Sie ihn auf eine Korngröße von etwa 40 mm. Wählen Sie dann Kompostrohstoffe für die Dosierung aus, um den Feuchtigkeitsgehalt und das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis einzustellen. Sie können auch reinen Müll verwenden. Das Verhältnis von Müll zu Fäkalien ist 7:3 oder das Verhältnis von Müll zu Klärschlamm ist 7:3 für die Mischkompostierung.

② Fermentationsstufe der Rohmaterialien

In den meisten unserer Länder wird die Methode der Primärgärung mit einem Zyklus von bis zu 30 Tagen angewandt. Derzeit wird die Methode der Sekundärgärung angewandt, wobei der Zyklus im Allgemeinen 20 Tage dauert. Die Primärgärung ist ein mikrobieller Stoffwechselprozess in zwei Stufen der aeroben Kompostierung: bei mittlerer Temperatur und bei hoher Temperatur. Der gesamte Prozess beginnt mit der Gärung, durchläuft die mittlere Temperatur, die hohe Temperatur und erreicht dann den Punkt, an dem die Temperatur zu sinken beginnt. Er dauert im Allgemeinen 10-12 Tage, wobei die Hochtemperaturphase länger dauert.

Sekundärgärung bedeutet, dass einige der Materialien nach der Primärgärung noch leicht zersetzbare und große Mengen schwer zersetzbarer organischer Stoffe enthalten, die zur Nachgärung und Zersetzung in den Nachgärungsraum gebracht und zu 1-2 Meter hohen Stapeln aufgeschichtet werden müssen. Wenn sich die Temperatur bei etwa 40 °C stabilisiert hat, ist die Zersetzung abgeschlossen, was in der Regel 20-30 Tage dauert.

③ Nachbearbeitungsphase

Der fermentierte und reife Kompost wird weiterverarbeitet, um die Verunreinigungen im Kompost, die bei der Vorbehandlung nicht entfernt wurden, zu entfernen und den notwendigen Zerkleinerungsprozess durchzuführen. Der Wassergehalt des veredelten Komposts nach der Behandlung beträgt etwa 30%, und das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis liegt bei 15-20.

④Lagerstufe

Lagerung bedeutet, dass der Kompost vor der Verarbeitung gelagert und verwaltet werden muss. Im Allgemeinen kann er direkt oder in Säcken gelagert werden. Achten Sie jedoch darauf, dass er während der Lagerung trocken und belüftet bleibt, um Luftabschluss und Feuchtigkeit zu vermeiden. Er wird in drei Stadien unterteilt: Anfangsstadium, Hochtemperaturstadium und Reifungsstadium.

2) Anaerobe Gärung

Die erste Stufe ist die Hydrolyse- und Fermentationsstufe, die sich auf die Hydrolyse und Fermentation der verantwortlichen organischen Materie unter der Einwirkung mikrobieller extrazellulärer Enzyme bezieht, die die Ketten großmolekularer Substanzen in kleinmolekulare Substanzen wie Monosaccharide, Aminosäuren usw. aufbrechen, um die nächste Stufe vorzubereiten.

Die zweite Phase ist die Phase der Wasserstoff- und Acetatproduktion. In dieser Phase werden die in der vorherigen Phase produzierten kleinen Moleküle unter der Einwirkung von säureproduzierenden Bakterien wie Essigsäurebakterien und einigen Clostridium-Arten zersetzt, um Essigsäure und Wasserstoff zu erzeugen. In diesem Stadium ist die Säureproduktionsrate sehr hoch, so dass der pH-Wert der Futterflüssigkeit schnell sinkt, was der Futterflüssigkeit einen fauligen Geruch verleiht.

Die dritte Stufe ist die Methanogenese, in der organische Säuren und lösliche stickstoffhaltige Verbindungen zu Ammoniak, Aminen, Karbonaten und Kohlendioxid, Methan, Stickstoff, Wasserstoff usw. abgebaut werden. Methanogene zersetzen Essigsäure, um Methan und Kohlendioxid zu erzeugen, und verwenden Wasserstoff, um Kohlendioxid zu Methan zu reduzieren. In diesem Stadium steigt der pH-Wert an.

3) Verschiedene Einflussfaktoren

① Faktoren, die den Kompostierungsprozess beeinflussen

Die Menge der Sauerstoffzufuhr muss angemessen sein. Die tatsächlich benötigte Luftmenge sollte das 2-10fache der theoretischen Luftmenge betragen. Der Wassergehalt sollte 50%-60% betragen, ideal ist 55%. Zu diesem Zeitpunkt ist die Zersetzungsrate der Mikroorganismen am schnellsten, und das Wasser spielt zwei Rollen: Zum einen löst es organische Stoffe auf und beteiligt sich am Stoffwechsel der Mikroorganismen, zum anderen reguliert es die Temperatur des Komposts.

Wenn die Temperatur zu hoch ist, wird ein Teil der Wärme durch die Verdunstung von Wasser abgeführt: Das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis sollte angemessen sein, im Allgemeinen liegt es bei Siedlungsabfällen zwischen 20-35; das Phosphorverhältnis beträgt 75-150; der pH-Wert muss angepasst werden, wenn organischer Schlamm als Kompostrohstoff verwendet wird. Zu Beginn des Kompostierungsprozesses liegt der pH-Wert aufgrund der Wirkung von Säurebakterien bei 5,5-6,0. Nach der Kompostierung liegt der pH-Wert bei 8,5-9,0.

② Rohstoffanteil der anaeroben Vergärung

Das geeignete Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis für die anaerobe Gärung liegt bei 20-30. Bei einem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis von 35 nimmt die Gasproduktion deutlich ab; die geeignete Temperatur liegt bei 30-40°C; der pH-Wert ist für die Methanbakterien absolut notwendig, um ein schwach alkalisches Milieu zu erhalten. Ja, ihr optimaler pH-Bereich liegt bei 6,8-7,5. Ein niedriger pH-Wert führt zu einem starken Anstieg des CO2-Gehalts und zur Bildung einer großen Menge an wasserlöslichen organischen Stoffen und H2S. Der Anstieg des Sulfidgehalts hemmt das Wachstum von Methanogenen.

Zur Einstellung des pH-Werts kann Kalk zugesetzt werden, aber die beste Möglichkeit zur Einstellung des pH-Werts ist die Anpassung des Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnisses des Rohmaterials, denn die Alkalität, die zur Neutralisierung der Säure im Substrat verwendet wird, besteht hauptsächlich aus Ammoniumstickstoff. Je höher der Stickstoffgehalt des Substrats ist, desto höher ist die Alkalinität. Wenn die flüchtigen Fettsäuren (VFA) >3000 sind, wird die Reaktion gestoppt.

Fazit

Sowohl die aerobe Kompostierung als auch die anaerobe Vergärung haben ihre Vor- und Nachteile. Sie haben sowohl Gemeinsamkeiten als auch Unterschiede. Je nach den Erfordernissen der Verarbeitung von organischen Abfällen können die Benutzer die entsprechende Verarbeitungsmethode entsprechend der tatsächlichen Situation wählen und die organischen Abfälle auf hohem Niveau verarbeiten. Wertorientierte, schadstofffreie Behandlung.