TS对城市有机垃圾和剩余污泥联合厌氧消化的影响-论文.pdf

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1、第32卷第9期可再生能源Vo1．32No．92014年9月RenewableEnergyResourcesSept．2014TS对城市有机垃圾和剩余污泥联合厌氧消化的影响韩文彪一。徐霞，(1．中科院生态环境研究中心鄂尔多斯固体废弃物资源化工程技术研究所，内蒙古鄂尔多斯017000；2鄂尔多斯市城市矿产研究开发有限责任公司，内蒙古鄂尔多斯017000)摘要：在中温(35℃)条件下，以城市有机垃圾和污水处理厂剩余污泥为发酵原料，其中生活垃圾：污泥=4：1(w／w，干重)，研究了固形物含量分别为3％，4％，6％，8％，10％对厌氧发酵过程及发酵效率

2、的影响。结果表明：当发酵液TS为4％Et~厌氧发酵效率最高，发酵过程中pH适宜产甲烷菌生长，产气时间长，累积产气量最大，为11967mL，且甲烷含量较高；同时发酵过程中氨氮浓度升高缓慢，不会对甲烷菌造成氨抑制，对原料中有机质的降解效果明显，COD去除率为61．7％，TS去除率为47．19％，VS去除率为55．93％。关键词：TS：城市有机垃圾；剩余污泥；厌氧消化中图分类号：TK6；$216．4文献标志码：A文章编号：1671—5292(2014)09—1418—050引言消化的工程化应用提供理论依据。生活垃圾是城市发展的必然产物，它具有含1材

3、料与方法水量大、有机质含量高等特点，大量遗弃会造成巨1．1试验材料大的资源浪费，若采用厌氧发酵工艺进行处理，不本试验所用生活垃圾原料来自鄂尔多斯市东仅可以实现废弃物污染的减量化、资源化和无害胜区垃圾处理厂，原生垃圾经粗略分选后，人工分化，而且也可得到清洁能源——甲烷。但是，生活拣其中有机成分，先进行粗破碎，粒径均匀小于2垃圾成分复杂，且含有许多不易分解的有机物，采cm，然后用胶体磨进行研磨、匀浆(粒径4—5用单一原料进行厌氧发酵，消化效率会受到很大1Tim)。剩余污泥来自于东胜区污水处理厂，厌氧消限制_lJ。如何提高垃圾的消化效率是城市有机废

4、化菌种取自本实验室联合厌氧消化后的沼液。原弃物厌氧发酵处理中首要的问题。有研究表明，采料理化性质见表1。用两种原料进行联合发酵能够提高厌氧消化效表1试验原料理化性质Table1Thephysic0chemicalpropertiesofrawmaterials率[21-[71。在城市垃圾中，污水厂的剩余污泥不仅含有大量有机质和N，P，K等营养元素，而且还含有许多厌氧消化细菌，因此具有很好的发酵特性。若将生活垃圾和污水处理厂的剩余污泥进行联合厌氧发酵，能在一定程度上提高厌氧消化效率，这不仅可以实现污水处理和垃圾处理的工艺整合，而1．2试验方法且

5、节省建厂占地面积和资金投入，同时也减少了1．2．1试验装置对周围环境的污染。试验装置为实验室自行制作的小型厌氧发酵本实验以城市有机垃圾和污水厂剩余污泥为装置，主要由发酵瓶与集气装置组成。为了能观察发酵原料，研究了不同固含率对厌氧消化效果的到发酵原料体积和物料状态的变化，选用透明的影响，以期为城市生活垃圾和剩余污泥联合厌氧玻璃圆底烧瓶作为发酵瓶。发酵瓶用橡胶塞密封，收稿日期：2013—09—17。基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAC25B03)。作者简介：韩文彪(1986一)，男，内蒙古乌兰察布人，硕士，工程师，研究方向为城

6、市有机废弃物处置与利用技术。E—mail：13664875366@163．tom·1418·韩文彪。等TS对城市有机垃圾和剩余污泥联合厌氧消化的影响橡胶塞上设有输气口和取样口，集气装置采用排降后又缓慢上升的趋势。各组试验开始时pH值水集气法，集气瓶为广口瓶。将准备好的发酵瓶放在7．0左右，反应开始后随着TS的增大，pH下降置于恒温水浴箱内保温，装置示意图见图1。速度逐渐变慢(pH值降到最低所需时间随着TS的增大逐渐变长)。TS为3％，4％和6％的试验组在第48天pH降到最低，分别为6．76，5．18和4．75；8％和10％的试验组在第12天p

7、H降到最低，分别为4．71和4．85。随后各组pH开始缓慢回图1厌氧消化试验装置升，两高浓度试验组pH不能恢复到6．5以上．TSFig．1Experimentaldeviceofanaerobicdigestionl一恒温水浴箱；2一取样口；3一发酵瓶；4一储气瓶；5一橡胶塞；为3％和4％的试验组pH恢复较快，并能保持在6一导管：7一储水瓶6．3～7．5，符合产气要求的pH环境，有利沼气的产1．2．2测定方法生。造成pH变化的主要原因：试验开始后．由于试验的主要分析项：TS(固含率)，设定烘产酸菌的作用使可溶性有机物转化为多种酸性物箱温度为1

8、05～110oC，烘干24h至恒重后测定：质，主要为VFA，此时产酸的速度大于它被产甲vs(挥发性固体1，将烘干后的物料用马弗炉以550烷菌利用而产气的速度，发酵罐