蔬菜廢物兩級(jí)強(qiáng)化水解厭氧消化實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、蔬菜廢物具有產(chǎn)生量大、含水率高、揮發(fā)性固體含量高、易于生物降解、無(wú)毒和產(chǎn)生較為集中等特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行合理處置具有重要意義。而厭氧消化作為一種環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)可行的高效生物處理技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)果蔬廢物的減量化、資源化和無(wú)害化提供了有效途徑。
　　 本研究以北京化工大學(xué)學(xué)生食堂擇菜過(guò)程中產(chǎn)生的蔬菜廢物作為研究對(duì)象，結(jié)合國(guó)家科技部863重點(diǎn)項(xiàng)目生物質(zhì)垃圾厭氧消化關(guān)鍵技術(shù)研究(2008AA062401)，針對(duì)蔬菜廢物成分復(fù)雜、非均質(zhì)、非連續(xù)和半

2、流動(dòng)等特性，采用兩級(jí)強(qiáng)化水解分路厭氧消化的技術(shù)路線，分別研究了中溫條件下，基質(zhì)微生物比(F/M)對(duì)蔬菜殘?jiān)峄挠绊懞褪卟酥膮捬跸a(chǎn)氣性能。在負(fù)荷為4 gVS·L-1、6 gVS·L-1和8 gVS·L-1情況下，分別考察了F/M(vs/vs)=0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0和無(wú)接種7種情況對(duì)于蔬菜殘?jiān)挠绊懀l(fā)現(xiàn)當(dāng)F/M≤1.0時(shí)，反應(yīng)體系以產(chǎn)甲烷為主，有機(jī)酸積累情況不明顯；當(dāng)F/M＞1.0時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生不同程度

3、的揮發(fā)性脂肪酸積累，使反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)氣量降低，反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)以水解酸化為主。未接種的情況下，雖然在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)酵液的pH均最低，但是其揮發(fā)性脂肪酸酸濃度均較低。實(shí)驗(yàn)證明F/M對(duì)蔬菜殘?jiān)鼌捬跸a(chǎn)物的影響較為顯著。通過(guò)控制反應(yīng)體系進(jìn)料時(shí)的F/M可以影響厭氧消化反應(yīng)體系的進(jìn)程。在負(fù)荷為80gVS·L-1情況下，考察了F/M(vs/vs)=3.0、6.0、9.0和無(wú)接種4種情況對(duì)于蔬菜厭氧消化過(guò)程的影響，發(fā)現(xiàn)F/M在3.0-9.0之間變化對(duì)蔬菜殘?jiān)?/p>

4、水解酸化反應(yīng)影響不大，經(jīng)過(guò)接種的體系的有機(jī)酸產(chǎn)量分別為13457、11624和11480 mg·L-1，均高于未接種的體系。
　　 在對(duì)蔬菜殘?jiān)M(jìn)行厭氧酸化實(shí)驗(yàn)研究之外，又進(jìn)行了蔬菜汁的序批式厭氧消化實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證其產(chǎn)氣性能并確定最佳工藝參數(shù)。通過(guò)150d蔬菜汁厭氧消化實(shí)驗(yàn)得出蔬菜汁厭氧消化產(chǎn)氣性能良好，其最佳有機(jī)負(fù)荷為8.0 gVS·L-1·d-1，單位負(fù)荷產(chǎn)氣率高達(dá)860 mL·gVS-1，甲烷含量為65％左右，出水COD低于

5、2800 mg·L-1，COD去除率持續(xù)維持在95％左右，有機(jī)氮去除率維持在85％以上，達(dá)到了很好的處理效果。負(fù)荷更高的情況下導(dǎo)致物料不能夠被完全消耗，單位負(fù)荷產(chǎn)氣率、COD去除率下降等現(xiàn)象；反應(yīng)器內(nèi)氨氮濃度處在1348 mg·L-1到2383 mg·L-1之間，沒(méi)有抑制現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)料有機(jī)負(fù)荷相同的情況下，物料成分以及水力停留時(shí)間的差異對(duì)產(chǎn)氣量的影響不大，故可采用基于VS的單位負(fù)荷產(chǎn)氣率作為表征厭氧消化產(chǎn)氣性能的指標(biāo)。