用好氧与厌氧相结合的发酵工艺处理城市生活有机垃圾

第l2卷第{期t00【年l0月太阳能学报AGTAENERGlAESOLARlSSINICAVoI．I2，No．4oct．．L90I用好氧与厌氧相结合的发酵工艺处理城市生活有机垃圾孙国朝沙士律周绍英刘克鑫中国科学院戚都生物研究)李淑芬麓飞琴(威都市环境卫生科研所)摘要采用好氧4天、厌氧22蒉、运行周期26夭的54米消化装置，垒年平均可产稻气457±125米s，年平均产气率达0．38±0．Il米／米。一天，平均甲烷含量66．7±1．6，Ts，Vs、c、粗脂肪和粗纤雏的毁解率分别为40．2±1．1、6±．6％、62．3±2．2，6O．±2．5和6O．4±1，6。在同一个消化装置内设置射流抽气装置和厌氧消化装置，既能满足好氧微生物氧化有机垃圾所需空气要求，又能满足厌氧微生物在缺氧条件下进行厌氧发酵要求。该消化装置在好氧发酵期间，料温约达65℃，厌氧发酵期问，夏季料温达42℃以上，冬季也在22C以上，对厌氧发酵生产稻气和有机物降解十分有利。城市垃圾既是资源，又是能源，弃之则废，用之为宝。我们用好氧与厌氧相结合的发酵工艺，对城市生括有机垃圾的处理进行了研究。一、材料和方法1．材料试验用生括有机垃圾取自成都市烧天然气较集中的居民区，由成都市环卫部门用垃圾专用车运到现场，经人工初步筛选后人池。试验用人粪便是成都市公共厕所粪便。试验用第一次接种物取自中国科学院成都生物研究所双流能源站30米厌氧消化器内的发酵污泥，以后的接种物为第一次接种物发酵后的发酵液，依次重复使用。2．发酵装置试验发酵装置由163m消化槽分隔而成，每个54米，共三个槽。好氧发酵和厌氧发酵两道工序在同一个消化槽内进行，无需出料或翻堆。装置内设有射流抽气设备，能满足好氧菌在消化降解有机物过程中氧的需要；还设有厌氧设备，能满足厌氧细菌所需的无氧条件，发酵生产沼气。即消化装置有双重功能。3．贮气装置和简易污水处理装置贮气装置是一个半地下式混凝土池．上面是0米钢制浮罩式贮气柜。、I，』维普资讯http://www.cqvip.com太阳能学报12卷简易污水处理装置是设在贮气装置中间一个12米污泥床消化器4．试验方法经过人工初选的垃圾，用人工方法进池，一层垃圾均匀泼一层粪便，依次装满为止。紧接着用射流抽气，每隔2小时抽2小时，设计抽气量为8O—loo米’／，J、时。好氧发酵4天后，添加菌种，井要求均匀喷洒，接种量约为40(指料重)。盖上气罩，即可发酵生产沼气。采用在自然温度下批量发酵工艺，其流程见图1。图J发酵工艺抗程5．测试项目及仪器1)用电热干燥箱和马福炉测定Ts和Vs。2)用索氏抽提法测定粗脂肪。3)用凯氏定氨法测定N和粗蛋白。4)用络台滴定法溯定P和Ca。5)用川分Sc一4型气相色谱仪测定招气组分。6)用氧弹溯定仪测定热值。7)用25型pH计测定pH值。8)用长春产的湿式气体流量计测定招气产量。二、试验结果1．发酵周期37天试验(1)先好氧7天，后厌氧30天发酵试验结果：总产气量324米，产气率0．2米’／米’-天，甲烷含量7I。Ts，Vs、c、粗脂肪和粗纤维的毁解率分别为38、2、58．8，63，56、1和58．8。NP、Ca、粗蛋白和热量损失分别为9．59．2、4．6和40．7。(2)先厌氧30天，后好氧7天发酵结果：厌氧发酵阶段启动不了，发酵初期产生40米左右的=氧化碳，随发酵时间延长，产气量逐渐减少，最后不产气，37天内，都没有启动。启动不起的主要原因是发酵料偏酸，经测试其pH值为5．6左右，不宜细菌生长发育。好氧和厌氧期间发酵料的温度变化情况如图2所示。2．好氧和厌氧时间不同的发酵工艺试验试验分A、B两组进行。，l●I．'维普资讯http://www.cqvip.com4胡孙国朝警：用好氧与厌氧相结合的发酵工艺处理城市生话有机垃圾330§r羞时间(天)A．先好氧7天，后厌氧18天、22天和26天，发酵周期分别为25天、29天和33天。B．先好氧4天，后厌氧l8天、22天和26天，发酵周期分别为22天、26天和30天。试验结果见表1和表2，由此可看出：图2好氧7天，厌氧3o天发酵温度曲线1)好氧时问为7天，厌氧时问为22天和26天，发酵周期为29天和33天的总产气量及Ts、Vs、粗脂肪和粗纤维等的毁解率基本一致2)好氧时间为7天，厌氧发酵时间为l8天，发酵周期为25天的总产气量及Ts、Vs、粗脂肪和粗纤维等毁解率略低于发酵周期为2g天和33天的结果。表1A组发尊情况～～～—＼组别ab项目—＼(I8天)(22天)(26天)总产气量(m。)408556577产气率(m。／m。·d)0．510．470．41甲烷含量()68．167．460．1T539．141．441．7Vs61．662．363．3物C63．363．364．2质Nl1．I6．27．0能P10．78．56．5量VC