餐廚垃圾兩相厭氧發(fā)酵性能的研究.pdf

1、隨著我國城市化進程加快和居民生活水平的提高，餐廚垃圾的產量逐年增加。餐廚垃圾已是國內城市有機垃圾的主要組成部分，已經成為環(huán)境污染的重要方面。餐廚垃圾處理應以資源化為導向，厭氧發(fā)酵技術既可以解決餐廚垃圾處理問題又可產生可再生能源——沼氣，已成為未來的發(fā)展方向。
　　經過國內外科研工作者數(shù)十年的研究，餐廚垃圾厭氧發(fā)酵理論已經十分成熟。單相厭氧發(fā)酵工藝操作簡便，相關科研工作者對其做了大量的研究，取得了許多研究成果，并得到了大規(guī)模的應用。

2、但對技術更加先進，反應速度更快，產氣量更大，穩(wěn)定性、可控性、設備利用率更高的餐廚垃圾兩相厭氧發(fā)酵技術研究的還比較少，實際工程上的應用更是屈指可數(shù)，因此，對餐廚垃圾兩相厭氧發(fā)酵反應條件和工藝運行參數(shù)進行探索，具有非常重要的意義。
　　本文實驗以學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。實驗采用批式進料方式，研究了不同溫度、不同進料負荷和不同接種量時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)含量和產物中主要成分的變化規(guī)律。實驗發(fā)現(xiàn)，酸化階段中，35℃時溶液中pH先迅速降低后升高，VFA含量最高，達到15g/L。產物中主要物質為乙醇和乙酸，且乙醇有轉化為乙酸的趨勢。不同有機負荷進料時水解酸化過程在前4天基本完成，反應后期有機負荷不同發(fā)酵類型也有所不同。40gTS/L負荷進料時水解酸化效果比較好，水解酸化產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，反應能夠獲得目標酸化產物乙醇和乙酸，

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

5、，達到82％，單位去除VS產氣量達到852mL。
　　在批式實驗基礎上，通過批量連續(xù)進料方式，進行了餐廚垃圾兩相厭氧發(fā)酵實驗室擴大化的實驗，探索了餐廚垃圾在批量連續(xù)進料情況下厭氧發(fā)酵過程中酸化和烷化的性能。實驗發(fā)現(xiàn)，批量連續(xù)進科時，酸化相中，當水力停留時間HRT=8時，pH值穩(wěn)定在4.3～4.6，酸化產物中乙酸含量為20g/L，乙醇為18g/L，丙酸為2g/L，酸化產物品質較好，并且酸化相產氣中CO2含量少，有機物損耗比較少;烷化