餐厨垃圾固相物料与厨余垃圾混合中温厌氧消化工程中试研究

收稿日期:２０１７￣１１￣２５修回日期:２０１８￣１２￣２８项目来源:“十二五”国家科技支撑计划项目(２０１２ＢＡＣ２５Ｂ０５)ꎻ宁波市重大科技项目(２０１３Ｃ５１００１)作者简介:王冰洁(１９９２－)ꎬ女ꎬ山东五莲人ꎬ硕士ꎬ研究方向为固体废弃物处理ꎬＥ￣ｍａｉｌ:６０４０７１９８２＠ｑｑ.ｃｏｍ通信作者:朱建林ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｚｈｕｊｉａｎｌｉｎ＠ｎｂｕ.ｅｄｕ.ｃ餐厨垃圾固相物料与厨余垃圾混合中温厌氧消化工程中试研究王冰洁１ꎬ王金辉１ꎬ黄怡然１ꎬ涂凌波１ꎬ黄安娜２ꎬ朱建林１(１.宁波大学建筑工程与环境学院ꎬ浙江宁波３１５２１１ꎻ２.宁波开诚生态技术有限公司ꎬ浙江宁波３１５１７６)摘要:试验采用有效容积为４ｍ３的全混式反应器ꎬ在中温(３５℃)的条件下ꎬ分别进行了单一餐厨垃圾固相物料(Ｓ１)、餐厨垃圾固相物料(Ｓ１)与厨余垃圾(Ｓ２)的混合物料(Ｓ３)(混合比为２∶１)厌氧消化工程中试ꎮ结果表明ꎬ单一餐厨垃圾固相物料(Ｓ１)厌氧消化最佳运行工况为进料有机负荷(ＯＬＲ)为８０ｋｇ低ꎬ容易导致氨氮过高而抑制产甲烷过程[５]ꎬ使得ＶＳ产气率及产气中甲烷含量较低ꎮ相对餐厨垃圾固相物料而言ꎬ厨余垃圾因未经烹饪而油脂含量较低ꎬ因此其预处理通常无高温蒸汽提油及三相分离等工序ꎻ物料具有较高的Ｃ/Ｎ和ＴＳꎬ较低的ｐＨ值和ＶＦＡꎬ其均质性差ꎬ水解酸化较慢[６－７]ꎮ将餐厨垃圾固相物料与厨余垃圾进行混合厌氧消化ꎬ有可能增强厌氧系统抗酸化能力、提高产气性能及系统运行的稳定性[６ꎬ８ꎬ９]ꎮ但餐厨垃圾固相物料与厨余垃圾进行混合干式厌氧在国内还几乎没有工程应用实例ꎬ因此有必要通过工程中试研究此类混合物料在厌氧消化过程中的特征ꎮ本文进行了餐厨垃圾固相物料与厨余垃圾的混合物料的厌氧共消化工程中试研究ꎬ其主要目的是试图缓解单一餐厨垃圾固相物料干式厌氧消化工程中试中出现的Ｃ/Ｎ低、ＶＦＡ易积累及系统运行不稳定等问题ꎮ试验在单一餐厨垃圾固相物料厌氧消化试验的基础上进行ꎬ研究了混合物料有机负荷(ＯＬＲ)变化对系统产沼气能力、处理效果和系统运行稳定性的影响ꎬ以期为餐厨垃圾固相物料与厨余垃圾混合厌氧消化的工程应用提供技术支持ꎮ１材料与方法１.１试验材料餐厨垃圾固相物料(Ｓ１)来自宁波开诚生态技术有限公司餐厨垃圾处理生产线(２５０ｔ进行对比研究ꎬ随后的ＯＬＲ增加至１００ｋｇ总量为１７３６.１ｋｇꎬ根据每日出料ＴＳ的实测浓度及出料量计算ꎬ出料中的ＴＳ总量为１０５.２８ｋｇꎬ由此计算出试验消化的ＴＳ总量为１５９３.３ｋｇꎬＴＳ去除率达９１.７７％ꎮ而以Ｓ３为进料时ꎬＯＬＲ从８０ｋｇ２５３６－２５４２.[６]付胜涛ꎬ严晓菊ꎬ付英.剩余活性污泥和厨余垃圾的混合中温厌氧消化[Ｊ].环境科学ꎬ２００６ꎬ２７(７):１４５９－１４６３.[７]郭燕锋ꎬ孔晓英ꎬ刘婉玉ꎬ等.有机负荷对厨余垃圾常温厌氧发酵产甲烷的影响[Ｊ].农业工程学报ꎬ２０１１ꎬ２７(ｓ１):９６－１００.[８]蒋滔ꎬ李平ꎬ任桂英ꎬ等.餐厨垃圾与玉米秸秆混合中温发酵产气效果模拟[Ｊ].生态与农村环境学报ꎬ２０１５ꎬ３１(１):１２４－１３０.[９]高瑞丽ꎬ严群ꎬ阮文权.添加厨余垃圾对剩余污泥厌氧消化产沼气过程的影响[Ｊ].生物加工过程ꎬ２００８ꎬ６(５):３１－３５.[１０]贺延龄.废水的厌氧生物处理[Ｍ].北京:中国轻工业出版社ꎬ１９９８.[１１]ＸｕＳꎬＷｕＤꎬＬüＦａｎꎬｅｔａｌ.Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｏｔａｌｓｏｌｉｄｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｒａｔｉｏｏｆｉｎｏｃｕｌｕｍｔｏｓｕｂｓｔｒａｔｅｏｎａｎａｅｒｏｂｉｃｄｉｇｅｓｔｉｏｎｏｆｌｉｎｃｏｍｙｃｉｎｂｉｏｗａｓｔｅ[Ｊ].ＣｈｉｎａＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１０ꎬ３０(３):３６２－３６８.[１２]李东ꎬ孙永明ꎬ袁振宏ꎬ等.原料比例和ｐＨ值对厨余垃圾和废纸联合厌氧消化的影响[Ｊ].过程工程学报ꎬ２００９ꎬ９(１):５３－５８.[１３]ＣｈｕｇｈＳꎬＣｈｙｎｏｗｅｔｈＤＰꎬＣｌａｒｋｅＷꎬｅｔａｌ.Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｕｎｓｏｒｔｅｄｍｕｎｉｃｉｐａｌｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｂｙａｌｅａｃｈ￣ｂｅｄｐｒｏｃｅｓｓ[Ｊ].ＢｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ１９９９ꎬ６９(２):１０３－１１５.９７中国沼气ＣｈｉｎａＢｉｏｇａｓ２０１９ꎬ３７(１)