餐廚垃圾兩相厭氧發(fā)酵性能的研究.pdf

1、隨著我國(guó)城市化進(jìn)程加快和居民生活水平的提高，餐廚垃圾的產(chǎn)量逐年增加。餐廚垃圾已是國(guó)內(nèi)城市有機(jī)垃圾的主要組成部分，已經(jīng)成為環(huán)境污染的重要方面。餐廚垃圾處理應(yīng)以資源化為導(dǎo)向，厭氧發(fā)酵技術(shù)既可以解決餐廚垃圾處理問(wèn)題又可產(chǎn)生可再生能源——沼氣，已成為未來(lái)的發(fā)展方向。
　　經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外科研工作者數(shù)十年的研究，餐廚垃圾厭氧發(fā)酵理論已經(jīng)十分成熟。單相厭氧發(fā)酵工藝操作簡(jiǎn)便，相關(guān)科研工作者對(duì)其做了大量的研究，取得了許多研究成果，并得到了大規(guī)模的應(yīng)用。

2、但對(duì)技術(shù)更加先進(jìn)，反應(yīng)速度更快，產(chǎn)氣量更大，穩(wěn)定性、可控性、設(shè)備利用率更高的餐廚垃圾兩相厭氧發(fā)酵技術(shù)研究的還比較少，實(shí)際工程上的應(yīng)用更是屈指可數(shù)，因此，對(duì)餐廚垃圾兩相厭氧發(fā)酵反應(yīng)條件和工藝運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行探索，具有非常重要的意義。
　　本文實(shí)驗(yàn)以學(xué)校食堂餐廚垃圾為原料，研究了餐廚垃圾兩相厭氧發(fā)酵制沼的性能。實(shí)驗(yàn)采用批式進(jìn)料方式，研究了不同溫度、不同進(jìn)料負(fù)荷和不同接種量時(shí)餐廚垃圾水解酸化的效果，探索了酸化階段發(fā)酵液中的pH值、揮發(fā)性脂肪

3、酸(VFA)含量和產(chǎn)物中主要成分的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，酸化階段中，35℃時(shí)溶液中pH先迅速降低后升高，VFA含量最高，達(dá)到15g/L。產(chǎn)物中主要物質(zhì)為乙醇和乙酸，且乙醇有轉(zhuǎn)化為乙酸的趨勢(shì)。不同有機(jī)負(fù)荷進(jìn)料時(shí)水解酸化過(guò)程在前4天基本完成，反應(yīng)后期有機(jī)負(fù)荷不同發(fā)酵類型也有所不同。40gTS/L負(fù)荷進(jìn)料時(shí)水解酸化效果比較好，水解酸化產(chǎn)物中主要成分為乙醇和乙酸，乙醇和VFA含量高。餐廚垃圾在接種率為30％時(shí)，反應(yīng)能夠獲得目標(biāo)酸化產(chǎn)物乙醇和乙酸，

4、比不接種和接種率為50％時(shí)效果明顯要好。
　　通過(guò)不同負(fù)荷進(jìn)料研究了酸化產(chǎn)物在烷化階段的日產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣中甲烷含量的變化規(guī)律并分析了出料液的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，烷化階段中，含丙酸多的料液中高負(fù)荷時(shí)丙酸積累會(huì)對(duì)甲烷菌產(chǎn)生抑制，產(chǎn)氣效果差;進(jìn)料中乙醇和乙酸含量高的料液高負(fù)荷進(jìn)料能夠保持高的產(chǎn)氣量且甲烷含量高;進(jìn)料中丁酸含量高能使產(chǎn)氣高峰到來(lái)得更早，低負(fù)荷迸料時(shí)具有產(chǎn)甲烷的優(yōu)勢(shì);40gTS/L酸化出料在進(jìn)料負(fù)荷為20gVS/L時(shí)VS去除率最大

5、，達(dá)到82％，單位去除VS產(chǎn)氣量達(dá)到852mL。
　　在批式實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)批量連續(xù)進(jìn)料方式，進(jìn)行了餐廚垃圾兩相厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大化的實(shí)驗(yàn)，探索了餐廚垃圾在批量連續(xù)進(jìn)料情況下厭氧發(fā)酵過(guò)程中酸化和烷化的性能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，批量連續(xù)進(jìn)科時(shí)，酸化相中，當(dāng)水力停留時(shí)間HRT=8時(shí)，pH值穩(wěn)定在4.3～4.6，酸化產(chǎn)物中乙酸含量為20g/L，乙醇為18g/L，丙酸為2g/L，酸化產(chǎn)物品質(zhì)較好，并且酸化相產(chǎn)氣中CO2含量少，有機(jī)物損耗比較少;烷化