有机废弃物的化学处理与生物处理方式比较研究*

2021-10-19张雯

化纤与纺织技术 2021年4期

张雯

黔南民族师范学院，贵州黔南 558000

1 研究背景

有机废弃物的处理方法最早运用于医疗废弃物方面，随着人们对有机废弃物危害的进一步了解和认识，在20世纪末该处理方法被广泛应用于众多领域。得益于现代科学技术的高速发展，有机废弃物的处理方法有许多，包括物理处理法、化学处理法和生物处理法等，合理利用这些方法能够有效减少有机废弃物，防止有机废弃物对环境和生物造成影响。在水产养殖行业，也会产生有机废弃物，影响水生物的生存和生长，对周围环境造成破坏[1-2]。因此，研究有机废弃物的处理方法，对有机废弃物的化学处理和生物处理进行分析和比较，从而找到两种方法的不足之处，有利于更好地优化处理方法，保障水生物的生存环境。

2 有机废弃物以及化学处理与生物处理方式概述

2.1 有机废弃物概述

有机废弃物是在生活、生产过程中产生的没有利用价值的有机物，包括固态、液态和气态的有机物，这些有机物不仅没有利用价值，而且会对环境、生物等造成一定的影响。有机废弃物按照状态划分，包括有机固态废物、有机废水和有机废气，会给周围的环境和生物带来一定危害；按照类型划分，包括农业有机废弃物、工业有机废弃物和生活有机废弃物等。工业有机废弃物是指在工业生产过程中产生的有机废弃物，例如医药化学、产品加工和资源开采等。工业有机废弃物具有成分较复杂、难处理和有毒的特点，采用一般的方法难以对工业有机废弃物进行处理，而且我国对于工业有机废弃物的处理方法较少，缺乏有效的治理方法。生活有机废弃物是在人们日常生活和相应市政工程中产生的有机废弃物，最常见的有机废弃物是厨余垃圾。当前我国对于生活有机废弃物的处理方法已相对成熟，能够有效地减少生活有机废弃物对环境和生物的影响。农业有机废弃物是指在农业生产过程、畜牧业和水产业等活动中产生的有机废弃物的总称[3]。农业有机废弃物包括农业生产过程产生的、动物产生的和农产品加工产生的有机废弃物。农业生产过程产生的有机废弃物是指农作物秸秆、林业的枯枝败叶等；动物产生的有机废弃物包括畜牧业、水产养殖业等产生的有机废弃物；而农产品加工产生的有机废弃物是指在农产品加工过程中产生的菜渣、甘蔗渣等。这些农业废弃物虽然对农产品的生产有一定作用，但另一方面又影响着环境和生物的生存。

2.2 有机废弃物的化学处理方式概述

有机废弃物的化学处理是利用化学方法对有机废弃物的结构等进行破坏，减少有机废弃物对环境和生物的影响，能够让有机废弃物达到再利用的目的，把废弃物转变为有用材料，从而达到处理的目的。有机废弃物的化学处理方法包括堆肥法、填埋法、焚烧法和等离子处理法等（见表1）。

表1 有机废弃物的化学处理方法

2.3 有机废弃物生物处理方式概述

有机废弃物的生物处理方法是利用微生物、厌氧环境等，将有机废弃物转换为无机物和水，从而达到处理的目的。例如，在水产养殖方面，运用黑水虻来对水中有机废弃物进行分解。有机废弃物的生物处理方法包括填埋法、堆肥法和生物修复方法等（见表2）。

表2 有机废弃物的生物处理方法

3 有机废弃物的化学处理与生物处理方式比较

3.1 有机废弃物的化学处理的优缺点

化学处理能够快速且有效地对有机废弃物进行处理，能够将有机废弃物分子的结构破坏，将有机废弃物完全处理。许多化学处理不需要在处理过程中进行全面检测和控制，因此运用化学处理使用的处理成本较低。有机废弃物化学处理法需要的规模较小，例如等离子体处理系统需要的规模较小，占地面积较小。经过化学处理后，有机废弃物不仅能够转换为无机物，而且能够提供能量，例如利用等离子体处理系统处理1吨的有机废弃物，大约可以得到2千瓦左右的电量；用焚烧法处理1吨的有机废弃物可以得到49千焦的能量，而且能够将该热量转化用于供暖等。

有机废弃物的化学处理也有一定缺点。在处理过程中，会产生有害气体，影响大气环境，需要再对有害气体进行处理，增加了处理难度。化学处理方式虽然能够提供一定的能量，但也有许多能量流失，造成能量的浪费。在水产行业，化学处理方法并不能很好地适应该行业，难以发挥出最大作用，而且化学处理方式不易控制，有可能达不到预期的效果。化学处理技术体系不完善，存在着传统技术改善不足、新型技术不完善的特点。例如，焚烧法是有机废弃物的传统处理方法，这种方法会产生有害气体，如果对这种技术不进行改进，不对有害气体进行控制及相应处理，会导致大气污染，影响大气环境；等离子体技术在有机废弃物处理过程中，要求有机废弃物必须处于真空中，而且等离子体技术只能针对单一的废弃物进行处理，存在着技术不完善的现状。

3.2 有机废弃物的生物处理的优缺点

有机废弃物的生物处理比较环保，能够有效地对有机废弃物进行处理，能够将有机物转换为无机物和水，从而让植物吸收。在水产行业，大多数有机废弃物的处理都采用黑水虻等生物处理法，既可以对水中的废弃物进行处理，也可以保护水中环境。用生物处理能够处理掉水中的恶臭气体和焦臭味等，操作方法比较简单，而且处理成本较低，能够增加水中的生物多样性。生物处理效果好，能够满足处理的要求，保障水中生物的生存环境。例如，利用黑水虻对有机废弃物处理时，不仅可以达到处理的目的，而且黑水虻本身也可以当作水生物的食物。

生物处理的处理时间慢。在生物处理时，需要对微生物进行培养，而且微生物分解有机废弃物的时间慢，从而导致生物处理时间较慢。利用微生物进行处理，需要一定的条件，而且条件比较严格，必须要满足微生物生存的条件，例如黑水虻需要合适的湿度、温度和含氧量等条件，一旦温度等条件发生变化，可能就会造成黑水虻死亡，影响处理的效果[4]。

3.3 有机废弃物的化学处理与生物处理方式的比较

有机废弃物的化学处理与生物处理方式各有一定的优点和缺点，对于水产养殖行业，一般采用生物处理方式对有机废弃物进行处理。虽然化学处理方式拥有许多优点，但在水产养殖行业使用较少，化学处理方式只能在将水生物进行转移后，才能进行处理，而且在处理后可能存在有毒物质，从而影响水生物的生存和生长。生物处理方式虽然条件较严格，但许多微生物与水生物所需要的条件基本一致，而且不需要对水生物进行转移处理。将微生物直接投入水环境，既可以达到处理的效果，还可将其当作水生物的养料。在水产养殖行业，越来越多的研究人员开始重视生物处理方法，不断地优化生物处理技术，加强了生物处理方法在水产养殖行业的应用。