完全混合式有機固體廢物厭氧消化過程研究.pdf

1、厭氧發(fā)酵法是利用自然微生物或接種微生物在缺氧條件下，將有機物轉化為二氧化碳與甲烷氣的一種方法，具有能耗小、剩余污泥少，可回收能源的優(yōu)點，是未來有機固體廢物處理的方向之一。本論文依托重慶市2004年院士基金課題—“有機固體廢物厭氧成氣條件的優(yōu)化控制”，針對有機固體廢物完全混合厭氧消化過程進行了較為系統(tǒng)的研究。 ① 通過收集、查閱大量國內文獻資料，對厭氧法處理有機固體廢物的研究及應用現(xiàn)狀，有機固廢物厭氧消化的機理及影響因素進行了比

2、較系統(tǒng)而又全面的概括和總結。 ② 自行設計、研制了兩種有機固體廢物厭氧發(fā)酵裝置，一種是完全混合式厭氧發(fā)酵自動控制實驗裝置（簡稱為MADACE），第二種是對比性厭氧發(fā)酵簡易實驗裝置。MADACE的主要特點有：1）T、pH及ORP在線式、全過程監(jiān)測；2）發(fā)酵罐采用導熱油作為熱媒，具有良好的加熱功能；3）發(fā)酵罐具有良好的保溫效能，冬季中溫發(fā)酵每天減補熱量可達70％；4）自動加熱、自動控溫；5）具有過壓及過溫保護裝置；第六，開發(fā)的自動

3、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，界面友好，適用性強。 ③ 在表示有機固廢厭氧消化進程的三個指標（COD、TS、VS）中， VS是最好的指標。VS在整個厭氧消化過程中呈下降的趨勢，同時，VS的變化是連續(xù)的，由此，可以用一元多項式和指數(shù)函數(shù)模型來預測有機固廢厭氧消化過程中VS的變化，其公式分別為 、 。。 ④ 適宜的接種物有利于細菌和微生物的生長，使產(chǎn)氣加快，但如過多，可能影響厭氧消化的進行。 ⑤ 利用MADACE厭氧消化，環(huán)境

4、溫度一般高于罐內溫度2~4℃，而且相對環(huán)境溫度的變化，罐內溫度具有相對的穩(wěn)定性。在有機固體廢物厭氧發(fā)酵的過程中，pH值先降低，進入“酸化階段”，然后又緩慢上升，逐步進入產(chǎn)甲烷階段。氧化還原電位（ORP）在開始發(fā)酵后，降低很快，10天左右的時間即可降到-500mv左右。 ⑥ 固含量低的較容易實現(xiàn)發(fā)酵，固含量高時則較容易酸化且破壞實驗的順利進行；發(fā)酵時固含量在20％～30％為宜，超過此范圍一般條件下難以實現(xiàn)高固含量的穩(wěn)定運行，但在

5、經(jīng)過特殊處理時，高固體含量不僅可以順利實現(xiàn)發(fā)酵的正常運行，還可以提高污染物降解的效果；此外，營養(yǎng)元素對微生物的需求特別是難發(fā)酵原料是非常關鍵的，結果表明C/N在20～30時發(fā)酵效果最好。 ⑦ 預處理對有機固廢的厭氧發(fā)酵來說是必要的。采用不同濃度的NaOH溶液對稻草進行浸泡預處理，稻草厭氧消化的氣體產(chǎn)量提高了38.4％~119.2％，VS的去除率從38.3％提高到51.1％。經(jīng)過機械切碎處理，隨著粒度從50mm減小到20mm和1

6、0mm，產(chǎn)氣量分別提高了37.5％和47.4％，VS的去除率從30.6％分別提高到40.2％和39.3％；采用研磨處理的稻草，與同粒度下只經(jīng)切碎處理的稻草相比，其產(chǎn)氣量提高了55.9％，VS去除率由40.2％提高到49.6％。此外，有機固體廢物厭氧發(fā)酵需要攪拌，每天攪拌兩次其性價比最高。 ⑧ 可以用VS消化率表示有機固廢的消化率。利用MADACE進行的有機固體廢厭氧消化實驗，其VS消化率與通過排水集氣法計算的沼氣產(chǎn)氣率相差較大