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城市生物垃圾与畜禽粪便中温联合厌氧消化研究

杨广忠  
【摘要】: 国家“十一五”规划中明确指出,到2010年城市生活垃圾的处理率要达到60%,并大力推行垃圾分类。中德合作“城市可生物降解垃圾能源化与资源化利用研究项目-RRU-BMW”于2004年开始,至今五年的垃圾分类研究表明,沈阳市城市生活垃圾中生物垃圾的含量常年保持在80%;参加沈阳市源分类活动的小区居民的生物垃圾、剩余垃圾的收集量分别为1.4kg·c-1·W-1和0.225kg·c-·w-1。参加分类活动的社区居民在分类活动中参与率的平均值由第一年的70%降低并维持在55%左右。 在城市生活垃圾源头分类基础上,通过序批式和连续式联合厌氧消化实验,探求城市生物垃圾与畜禽粪便的联合处理。鸡粪、牛粪、鸭粪与生物垃圾联合消化组分其产沼气潜能在0.42-0.48L·(gVS)-1高于纯生物垃圾组分0.41L·(gVS)-1而猪粪与生物垃圾联合消化组分的产沼气潜能在0.18-0.24L·(gVS)-1之间,这主要是因为猪粪本身产气潜能低,仅为0.13L·(gVS)-1。在序批式实验基础上,分别选择了生物垃圾与鸡粪、牛粪等比例在连续式厌氧反应器(CSTR)内进行实验研究,观察中试水平下的产气情况,并跟踪测量pH、氨氮、COD、挥发性脂肪酸、沼气甲烷含量等一系列指标。通过CSTR厌氧反应器,鸡粪、牛粪与生物垃圾等比例连续厌氧消化的结果可以看出,前者的HRT为14天,后者为12.5天,两者都能达到较高的沼气日产量和甲烷含量;确定氨氮为制约因子。 根据鸡粪、牛粪与城市生物垃圾联合厌氧消化序批式实验,建立了联合厌氧消化动力学模型,并应用Origin 8.0软件进行非线性最小二乘法模拟,得到联合厌氧消化的动力学模拟曲线,所得相关系数均在0.95以上,可见所建立的模型与实际有较好的相似性。


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