餐厨垃圾干式高温两相厌氧发酵性能研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:W200582166
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餐厨垃圾是城市生活垃圾的主要部分,具有含水率高、有机质丰富等特点,处理不当容易造成环境污染。近年来,随着经济社会的不断发展,餐厨垃圾引发的各类环境问题日益严重,高温干式厌氧发酵是目前将餐厨垃圾转化为生物质能是一种较为高效的温室气体减排技术,并且是一种可持续的固体废弃物处理手段,本文在广泛搜集和分析国内外相关文献资料的基础上,通过对餐厨垃圾高温干式厌氧发酵试验研究,并得出以下结论:  (1)研究了餐厨垃圾干式高温厌氧发酵水解酸化的性能,初步确定餐厨垃圾厌氧发酵的接种方式以及相对合理的水解酸化周期。发酵液可以改善餐厨垃圾水解酸化性能,接种10%的发酵液后,物料的pH值明显降低,最终稳定在3.72~3.80之间;通过接种秸秆来调节系统的C/N并没有明显改善系统水解酸化效果,发酵液中的水解酸化菌可以明显改善系统的水解酸化效果。综合考虑处理效率及发酵效率建议在两相厌氧发酵试验中,水解酸化阶段停留时间为10 d。  (2)研究了餐厨垃圾干式高温厌氧发酵甲烷化性能。接种10%酸化液的餐厨垃圾在干式高温条件下甲烷化性能更好,日产气量最高可达19660mL/d,甲烷含量最高为67.35%;从试验方面考虑,干式物料因其有机负荷较高,利用TS较低的发酵液接种,系统启动效果较差,在后续试验中考虑将干式物料投加到发酵液中,以此来启动厌氧发酵试验。从生产实际考虑,混合发酵在餐厨垃圾的处理负荷大大降低的同时,并没有带来发酵效率的明显提高,因此在秸秆与餐厨垃圾的混合发酵从实际需求方面考虑并不合理。在产甲烷阶段,餐厨垃圾与秸秆混合发酵虽然可以系统调节C/N,提高营养物质的均衡性,但未明显提高餐厨垃圾水解酸化速率,甲烷产能和沼气产量也并没有得到相应改善。  (3)餐厨垃圾高温条件下两相序批式厌氧发酵试验研究。试验采用小负荷投加,逐渐增加负荷的方式观察不同处理负荷对餐厨垃圾处理效果的影响,试验验证了酸化液作为接种物料,发酵液作为启动污泥,进行干式高温厌氧发酵的可行性;试验表明餐厨垃圾干式高温厌氧发酵试验运行的最佳进料负荷为60 kg-TS·m-3·d-1,容积产气量最高为1.18L?L-1?d-1,甲烷含量可达55.19%;在产甲烷阶段,厌氧微生物对新增负荷冲击需要3~4d的时间来适应,最终达到稳定运行。
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