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餐厨垃圾厌氧水解产挥发性脂肪酸技术研究

张玉静  
【摘要】:近年来,我国餐厨垃圾产量逐渐提高。传统的餐厨垃圾处理方式是填埋,但由于土地资源的紧缺及释放温室气体等缺点,更多学者倾向于寻求更加经济有效且环保的处理方式。利用厌氧消化处理餐厨垃圾,可以产生大量的挥发性脂肪酸(VFA),可用作污水处理厂的碳源。本文研究不同影响因素对餐厨垃圾厌氧水解产VFA的影响,主要研究成果如下: 在间歇模式下,研究了pH、温度和反应时间对餐厨垃圾产VFA的影响,考察了发酵过程中VFA浓度、VFA组成、SCOD浓度、氮磷溶出、VS转化率等指标的变化。结果表明,当pH为6时,餐厨垃圾的水解酸化效果最好,VFA浓度、VFA产率和VFA转化率为所有pH下最高,分别为39.46g/L、0.316gVFA/gVSfed和0.471gVFA/gVSremoved。温度为45°C时餐厨垃圾产VFA效果最好,但温度为35°C其差别与45°C不大,且从经济角度来说更节约成本。在pH为6,温度为35°C时,发酵只需要68小时,VFA浓度、产率和转化率就达到最高。在第68h发酵液中SCOD/NH4+-N为70,SCOD/PO43--P在493左右,远高于污水的相应值,不会增加脱氮除磷系统的负担。 在间歇模式下,考察了含固率对餐厨垃圾水解产VFA的影响。VFA浓度随着含固率的增加而增加,但在初始TS浓度为100g/L和130g/L时,差别不明显。VFA产率和VFA转化率则是随着含固率的增高而降低,研究认为,最适宜的初始TS浓度为100g/L。接种污泥量对餐厨垃圾发酵过程中VFA的产生影响很小。 在pH为6,温度为35°C、水力停留时间为5d的条件下,进行半连续操作(每天进料一次、出料一次),考察有机负荷对餐厨垃圾VFA产生的影响。VFA浓度、SCOD浓度、氨氮浓度随着有机负荷的增加而增加,但过高的有机负荷会导致反应器运行失败,研究认为最佳的有机负荷为11gTS/(L d)。 餐厨垃圾厌氧水解产酸技术,工艺简单,效果良好,产生的高浓度VFA可用作脱氮除磷系统中的碳源,解决了甲醇作为碳源时运行成本高和毒性大的问题,同时也实现了餐厨垃圾的减量化、资源化和无害化。


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