堆肥，家庭堆肥，厌氧消化和微生物燃料电池

描述

可回收的有机材料，如植物材料、食物残渣和纸制品，可以通过堆肥和消化过程来分解有机物质。所产生的有机材料然后作为地膜或堆肥回收用于农业或景观美化目的。此外，该过程产生的废气(如甲烷)可以被捕获并用于发电和供热(CHP/热电联产)，从而最大限度地提高效率。有不同类型的堆肥和消化方法和技术。它们的复杂程度各不相同，从简单的家庭堆肥堆到大规模的工业消化混合家庭废物。不同的生物分解方法分为好氧法和厌氧法。有些方法使用这两种方法的混合。固体废物有机部分的厌氧消化比填埋或焚烧更环保。生物处理在废物管理中的目的是控制和加速有机物的自然分解过程。

从废物中回收能源是通过各种过程将不可回收的废物转化为可用的热、电或燃料，包括燃烧、气化、热解、厌氧消化和垃圾填埋气回收。这个过程通常被称为废物转化为能源。从废物中回收能源是无害废物管理层次结构的一部分。利用能源回收将不可回收的废物转化为电能和热能，产生可再生能源，并可以通过抵消对化石能源的需求来减少碳排放，并减少垃圾填埋场产生的甲烷。在全球范围内，废物转化为能源占废物管理的16%。废物所含的能量可以直接作为直接燃烧燃料加以利用，也可以通过将其加工成另一种燃料间接加以利用。热处理的范围从使用废物作为烹饪或加热的燃料来源和使用气体燃料(见上文)，到锅炉的燃料，在涡轮机中产生蒸汽和电力。热解和气化是两种相关的热处理形式，其中废物被加热到高温，氧气可用性有限。该过程通常在高压下的密封容器中进行。固体废物的热解将物质转化为固体、液体和气体产品。 The liquid and gas can be burnt to produce energy or refined into other chemical products (chemical refinery). The solid residue (char) can be further refined into products such as activated carbon. Gasification and advanced Plasma arc gasification are used to convert organic materials directly into a synthetic gas (syngas) composed of carbon monoxide and hydrogen. The gas is then burnt to produce electricity and steam. An alternative to pyrolysis is high temperature and pressure supercritical water decomposition (hydrothermal monophasic oxidation). Pyrolysis is often used to convert many types of domestic and industrial residues into a recovered fuel. Different types of waste input (such as plant waste, food waste, tyres) placed in the pyrolysis process potentially yield an alternative to fossil fuels. Pyrolysis is a process of thermo-chemical decomposition of organic materials by heat in the absence of stoichiometric quantities of oxygen; the decomposition produces various hydrocarbon gases. During pyrolysis, the molecules of object vibrate at high frequencies to an extent that molecules start breaking down.

结论

热解速率随温度升高而增大。在工业应用中，温度高于430°C(800°F)。缓慢热解产生气体和固体木炭。热解有望将废弃生物质转化为有用的液体燃料。废木材和废塑料的热解有可能产生燃料。热解留下的固体含有金属、玻璃、沙子和热解焦，它们不能转化为气体。与焚烧过程相比，某些类型的热解过程释放的含有碱金属、硫和氯的有害副产物较少。然而，一些废物的热解会产生影响环境的气体，如HCl和SO₂。