消化液回用的兩段厭氧法處理廚余垃圾及其酸化相的研究
本文首次在廚余垃圾兩段厭氧消化處理中采用了消化液回用的工藝。研究表明,消化液回用后,不僅可降低操作費(fèi)用,而且工藝運(yùn)行的穩(wěn)定性和處理效果均優(yōu)于現(xiàn)有兩段厭氧消化處理法,其酸化相VFA產(chǎn)率達(dá)到了13.97g.kg-1TS.d-1。TS的去除率達(dá)到了72.26%,甲烷相的產(chǎn)氣量平均為0.29L/gTS。另外甲烷相的出水中含有氨氮,是微生物生長所需的最佳氮源,并且是一種速效性氮源,很快就可以被微生物吸收和利用,消化液的回用不僅能夠調(diào)節(jié)酸化相的pH,而且還可以減少微生物的流失,且在整個(gè)運(yùn)行過程中沒有出現(xiàn)氨中毒現(xiàn)象。
酸化過程是廚余垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)生甲烷與二氧化碳的首要步驟,酸化相的產(chǎn)酸特性有賴于操作條件,酸度(pH)、氧化還原電位(ORP)、微生物的接種量、基質(zhì)C/N、水力停留時(shí)間(HRT)及有機(jī)負(fù)荷都是影響產(chǎn)酸效果的環(huán)境因子。選擇合適的操作參數(shù),控制酸化相的產(chǎn)物組成對廚余垃圾厭氧消化尤為重要。
微生物的量與垃圾之比對菌群有一定的影響。本文采用不同的接種量,分析其酸化效果,結(jié)果表明:接種量為1.6g/L時(shí)酸化效果較佳。
設(shè)計(jì)了不同pH值下廚余垃圾酸化的對比實(shí)驗(yàn),探討了不同pH值下,發(fā)酵過程中氨氮、VFA及其組成的變化規(guī)律。結(jié)果顯示:酸化產(chǎn)物的組成與pH有關(guān),乳酸和乙酸在不同的pH值下總為主要產(chǎn)物;pH>7時(shí),明顯有丙酸生成;酸化的最佳pH為7,此條件下VFA的產(chǎn)量可高達(dá)35.1gVFA/L,TS去除率高達(dá)65.3%。
為降低操作費(fèi)用,研究通過調(diào)節(jié)廚余垃圾的C/N來調(diào)節(jié)酸化反應(yīng)的pH,并且取得了明顯的效果,分析表明:以尿素作為氮源添加到廚余垃圾中調(diào)節(jié)酸化反應(yīng)的pH值,可以縮短pH達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間,C/N比為34:1時(shí)效果較佳。
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