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,不僅可降低操作費用,而且工藝運行的穩定性和處理效果均優于現有兩段厭氧消化處理法,其酸化相VFA產率達到了13.97g.kg-1TS.d-1。TS的去除率達到了72.26%,甲烷相的產氣量平均為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節酸化相的pH,而且還可以減少微生物的流失,且在整個運行過程中沒有出現氨中毒現象。
酸化過程是廚余垃圾厭氧發酵產生甲烷與二氧化碳的首要步驟,酸化相的產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C/N、水力停留時間(HRT)及有機負荷都是影響產酸效果的環境因子。選擇合適的操作參數,控制酸化相的產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,結果表明:接種量為1.6g/L時酸化效果較佳。
設計了不同pH值下廚余垃圾酸化的對比實驗,探討了不同pH值下,發酵過程中氨氮、VFA及其組成的變化規律。結果顯示:酸化產物的組成與pH有關,乳酸和乙酸在不同的pH值下總為主要產物;pH>7時,明顯有丙酸生成;酸化的最佳pH為7,此條件下VFA的產量可高達35.1gVFA/L,TS去除率高達65.3%。
為降低操作費用,研究通過調節廚余垃圾的C/N來調節酸化反應的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節酸化反應的pH值,可以縮短pH達到穩定的時間,C/N比為34:1時效果較佳。

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