餐廚垃圾和草坪草共混發(fā)酵制備沼氣技術(shù)研究.pdf

1、開展城市生活廢棄物多元物料厭氧發(fā)酵研究是實現(xiàn)城市固體廢棄物資源化利用和減少環(huán)境污染的重要途徑。城市生活廢棄物中餐廚垃圾中油脂含量高，具有較大的產(chǎn)沼氣潛力，但在進入?yún)捬跸到y(tǒng)后易產(chǎn)生對厭氧消化產(chǎn)甲烷的抑制物質(zhì)--長鏈脂肪酸，因此對油脂進行去除和收集有著重要意義。餐廚垃圾濕熱處理后，油脂加速浮到表面方便除去和收集，收集的油脂可用于制備生物柴油等高附加值產(chǎn)品，另一方面，濕熱預(yù)處理改變餐廚垃圾的理化性質(zhì)，提高餐廚垃圾的生物降解性，進而提高厭氧

2、發(fā)酵產(chǎn)氣效率。餐廚垃圾原料C/N低，單獨厭氧發(fā)酵易酸化，與其他高C/N原料混合后，可解決單一原料發(fā)酵穩(wěn)定性差等問題。校園綠化環(huán)境中大量廢棄的草坪草原料，與餐廚垃圾混合進入發(fā)酵系統(tǒng)，可平衡發(fā)酵底物營養(yǎng)元素和C/N，提高厭氧消化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　對餐廚垃圾進行了濕熱除油處理的研究，在不同濕熱處理溫度（65 oC、80 oC、95oC）和處理時間（30 min、60 min、90 min、120 min、150 min）下對餐廚垃圾進

3、行熱水除油，研究表明95oC，預(yù)處理90 min為最佳的濕熱除油預(yù)處理條件，餐廚垃圾的可浮油含量達4.22％，浮油去除率為2.21%。對不同溫度（65oC、80oC、95oC）濕熱預(yù)處理的餐廚垃圾進行厭氧發(fā)酵試驗研究，在95 oC預(yù)處理后，餐廚垃圾實際產(chǎn)沼量最大，為413 mL·g-1VS，而65oC和80oC預(yù)處理對產(chǎn)沼量的影響不大。消化液中pH能穩(wěn)定在6.5~7.5之間，VFAs的轉(zhuǎn)化率為74.31%，明顯高于其他兩組預(yù)處理，出料T

4、S和VS去除率也隨處理溫度的升高而增大，95oC預(yù)處理VS去除率為56.2%高出未預(yù)處理組8.1%。
　　為比較餐廚垃圾和草坪草的沼氣發(fā)酵性能，對餐廚垃圾、草坪草單獨沼氣發(fā)酵進行了研究，餐廚垃圾的總產(chǎn)沼氣率最高為253.27 mL·g-1VS，草坪草組為25.58 mL·g-1VS。這兩種生物質(zhì)資源都具有產(chǎn)沼潛力，其中餐廚垃圾的具有易降解特性，較易產(chǎn)生沼氣，而草坪草的在經(jīng)過預(yù)處理后，可以達到酸化周期縮短，產(chǎn)氣周期延長的效果。為探索

5、餐廚垃圾和草坪草混合發(fā)酵的性能，對等量混合后的餐廚垃圾和園林草進行混合厭氧發(fā)酵初步探索，混合發(fā)酵的最終累積產(chǎn)氣率為130.79 mL·g-1VS，相較于單獨發(fā)酵餐廚垃圾來說，混合發(fā)酵系統(tǒng)pH處于正常范圍，產(chǎn)氣也更加穩(wěn)定。
　　為確定餐廚垃圾和草坪草的最佳配比，對餐廚垃圾和草坪草的配比分別為在10:0、8:2、6:4、5:5、3:7、1:9和0:10。配比為3:7時累積產(chǎn)氣率有最大值，為268.78 mL·g-1VS，是發(fā)酵原料僅為

6、餐廚垃圾和發(fā)酵原料僅為草坪草的1.44倍和2.63倍。C/N為24.45時，有最大的總產(chǎn)氣率和VS去除率也說明厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中的最佳C/N在25左右。對發(fā)酵料液的pH變化進行了檢測，得到原料配比為5:5、3:7時，pH變化最為穩(wěn)定，有利于厭氧系統(tǒng)的穩(wěn)定高效進行。
　　本文著重對目前存在的餐廚垃圾厭氧發(fā)酵制備沼氣過程中發(fā)酵系統(tǒng)易出現(xiàn)的酸化和產(chǎn)物抑制問題的研究，通過濕熱除油預(yù)處理和與草坪草共同發(fā)酵等方法來逐步強化厭氧消化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該