污水厂剩余污泥与餐厨垃圾协同中温厌氧消化的试验研究

153中国航班理论与争鸣TheoryandcontentionCHINAFLIGHTS中国航班文化与社会CultureandSocietyCHINAFLIGHTS污水厂剩余污泥与餐厨垃圾协同中温厌氧消化的试验研究周明王彦堂路晏红|河南永泽环境科技有限公司摘要：本文选择污水厂二沉池浓缩污泥、板框污泥和餐厨垃圾为基质，进行中温协同厌氧消化试验。结果表明：在38℃中温厌氧消化过程pH维持在7.5左右时，该装置启动较快，酸化现象不显著。而且浓缩污泥、混合污泥以及餐厨垃圾与混合污泥协同厌氧消化的甲烷产量分别为598.28L/d、632.12L/d和792.33L/d，表明加入餐厨垃圾有利于增加污泥厌氧消化装置的产气量。关键词：污泥；餐厨垃圾；中温；厌氧消化近年来由于生活水平的提高和餐饮业的发展，餐厨垃圾产生量急剧增加。如果不能对餐厨垃圾进行有效的处理和处置，将会对土壤、空气、地表水等造成极大的危害[]。餐厨垃圾具有碳氮比高、易消化腐烂、含有大量微生物菌种、产甲烷量高等特点，适于厌氧消化处理[]。而餐厨垃圾进行单独厌氧发酵时，由于餐厨垃圾中高含量的有机质会造成厌氧发酵过程中酸和氨氮抑制现象的出现，从而减缓消化反应的进行。黄月等[]以餐厨垃圾和污泥为底物并设置三组对照组，通过产甲烷性能和动力学分析来研究厌氧消化，结果显示混合组不仅提高了产甲烷的效率，而且还缩短了产甲烷的时间，其甲烷产量为233.94mL/gVS。Han等[]将污水处理厂的污泥和餐厨垃圾以不同比例进行混合来研究联合厌氧消化系统中的消化过程和效率，结果表明当过剩污泥与厨房垃圾的TS比为1:4时，联合厌氧消化的效率高于纯污泥或纯餐厨垃圾。王国华等[]研究发现当餐厨垃圾与污泥TS比为1:1时，系统具有更好的产气和有机物去除效果以及运行更加稳定。由此可见污泥和餐厨垃圾的协同厌氧消化不仅提高了厌氧消化的效率，还为餐厨垃圾的处理提供了一种切实可行的方法[]，但是上述研究中均是以一种污泥为底物来进行研究，且甲烷的产气量和TS的降解率较低，故本试验以浓缩污泥、板框压滤污泥和餐厨垃圾为底物进行厌氧发酵产甲烷过程的研究，比较了不同试验组厌氧发酵过程中pH值、产甲烷量等的变化，为今后进一步的研究和实际应用提供理论参考。1试验材料与方法1.1试验材料试验所采用的餐厨垃圾取自某公司的员工食堂，由大米、各类蔬菜、馒头、肉、骨头等组成。污泥分为含水率为98%的浓缩污泥和含水率为70%的板框压滤污泥。1.2试验装置与试验方法试验所用污泥厌氧消化装置三套，标号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号，污泥厌氧消化罐+CH4储气罐，如图1所示。试验分为两个阶段，即污泥驯化阶段和连续进料运行阶段，试验设计如下：污泥驯化阶段：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号装置均为含固率为8%的板框压滤污泥与8L菌种混合均匀发酵驯化。三套厌氧消化装置每隔3小时自动搅拌一次，每次搅拌30min，并跟踪监测pH值和甲烷的产气量指标。连续进料阶段：Ⅰ号装置为含固率为8%~10%的浓缩池污泥；Ⅱ号装置为板框污泥与浓缩池污泥混合物配成含固率8%~10%的污泥；Ⅲ号装置为25L板框污泥与浓缩池污泥的混合污泥与15L餐厨垃圾。连续进料阶段实验周期为26天，每天巡检，监测pH值、产气量的变化。1.3分析项目及其测定方法pH值采用精密的PHS-25型pH计计量测定；温度采用温度计进行测定；产气量用流量计测定；TS（总固体）和VS（挥发性固体）采用重量法测定。2结果与讨论2.1污泥驯化阶段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号装置的pH值在5-8天内都小于7.20，从第9天开始pH值趋于（下转第156页）0510152025301002003004005006007008009001000产气/L·d-1连续进料周期/天Ⅰ号Ⅱ号Ⅲ号0510152025307.27.37.47.57.67.7pH值连续进料周期/天Ⅰ号Ⅱ号Ⅲ号图1污泥厌氧消化装置示意图图2进料过程中温度（左）和pH值（右）的变化图3进料过程中甲烷产气量的变化156中国航班理论与争鸣TheoryandcontentionCHINAFLIGHTS中国航班文化与社会CultureandSocietyCHINAFLIGHTS控技术，必将成为水资源管理的新型技术手段。水资源管理中的水文远程视频监控系统就应用得极为成功，在水资源管理的技术化应用方面为相关行业提供了一个很好的样板。在防汛指挥中心，观看其实时动态的视频信息，就能全面了解管理范围内的汛情、水情、雨情和灾害信息。其完备的视频备份资料，可随时为防汛救灾决策提供科学依据，又在防汛决策的科学化、现代化方面扎实推进了一步。水文远程视频监控系统为水资源管理开通了一个生动而直观的视频和图像信息平台，实现了县域内水资源信息的及时沟通，推动了水利信息化的进程。另外，在水资源管理上，尤其在洪涝灾害防治和水资源规划设计方面，