餐廚垃圾的高負荷厭氧消化穩(wěn)定工藝及動力學(xué)研究.pdf

1、本課題以提高我國餐廚垃圾厭氧消化工藝的穩(wěn)定性為目標(biāo)。通過分析代表性區(qū)域餐廚垃圾主要理化特征的差異，研究預(yù)處理對餐廚垃圾均質(zhì)化的影響，以及餐廚垃圾與綠化垃圾聯(lián)合厭氧消化的運行效率、產(chǎn)氣動力學(xué)分析，確立穩(wěn)定、高效的餐廚垃圾厭氧消化工藝。主要工作內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　（1）依據(jù)我國“甜、咸、辣、酸”的飲食分布特征，收集典型城市冬、夏兩季的餐廚垃圾，測定主要理化指標(biāo)，統(tǒng)計分析差異性。使用化學(xué)計量學(xué)方法分析餐廚垃圾厭氧消化產(chǎn)氣潛力。餐廚垃圾

2、的固含率、揮發(fā)性固體含量和含鹽量呈顯著的地域間差異，而季節(jié)的差異不顯著。地域和季節(jié)及其交互作用極顯著的影響餐廚垃圾pH值變化。各地餐廚垃圾均屬高含氮量有機垃圾，餐廚垃圾厭氧消化的理論產(chǎn)氣量為900～1100mL/gVS。
　　（2）研究乙酸、超聲波、熱處理及其協(xié)同處理方法對餐廚垃圾均質(zhì)化的影響，結(jié)果表明在40 KHz固定超聲波頻率下，160W超聲強度、50℃加熱預(yù)處理40分鐘是促進餐廚垃圾中固含物水解或溶解的最合理工藝。
　

3、　（3）以高碳氮比含量的綠化垃圾調(diào)配餐廚垃圾，研究生物氣產(chǎn)率及有機質(zhì)去除等厭氧消化穩(wěn)定性指標(biāo)變化。高濃度餐廚垃圾容易導(dǎo)致分批厭氧消化反應(yīng)中止，而混合物料對厭氧消化有明顯的正協(xié)同效應(yīng)，最高累積產(chǎn)氣率為484.3mL/gVS，是餐廚垃圾和綠化垃圾單獨厭氧消化產(chǎn)氣加權(quán)平均值的1.99倍。有機負荷為15.6gVS/L*d的混合物料半連續(xù)厭氧反應(yīng)，平均產(chǎn)氣率為7.7L biogas/Lwork*d。
　?。?）以綠化垃圾制備的纖維草渣調(diào)配餐

4、廚垃圾厭氧消化的碳氮比，研究分批與半連續(xù)厭氧消化效率，并進行動力學(xué)分析，結(jié)果表明，不同材料制備的纖維草渣和餐廚垃圾混合分批厭氧消化產(chǎn)氣規(guī)律相似，最大累積產(chǎn)氣率為532.1mL/gVS，Euryarchaeota和未被分類的Archaea古細菌是厭氧消化不同階段兩類主要產(chǎn)甲烷古生菌，采用Bidoseresp模型可以很好的擬合分批厭氧消化的累積產(chǎn)氣變化。依據(jù)半連續(xù)厭氧反應(yīng)器的產(chǎn)氣規(guī)律，建立了monondpower產(chǎn)氣動力學(xué)模型。