厨余垃圾厌氧消化处理工艺的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文厨余垃圾厌氧消化处理工艺的研究姓名：赵杰红申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：蔡伟民20060101上海交通大学硕士学位论文厨余垃圾厌氧消化处理工艺的研究摘要厨余垃圾在城市生活垃圾中占主体地位,其合理处理和处置是解决当前城市生活垃圾问题的关键。采用厌氧消化技术处理厨余垃圾能同时实现垃圾的减量化和资源化，在土地短缺、能源紧张形势日益严峻的今天具有重要意义。因此对该工艺进行深入研究，针对厨余垃圾的特点开发高效的厌氧消化处理工艺成为环境保护工作者面临的一个紧迫课题。本文系统研究了温度对厨余垃圾水解酸化过程的

2、影响以及对厌氧工艺运行的影响；研究比较了不同厌氧工艺对厨余垃圾的处理效果；在此基础上，对厨余垃圾产氢发酵的可行性也进行了有益的探索。通过一系列的实验和研究，取得了一系列有益的结果，得到了一些对实际工程应用有重要参考价值的参数，为开发高效厨余垃圾处理方法，实现垃圾减量和能源回收提供了依据和借鉴。本文首先通过间歇实验研究了温度对厨余垃圾水解酸化过程的影响，结果表明：在不超过37℃范围内，随着温度升高VFA浓度升高，峰值浓度达34.35g/L，温度继续升高酸化率反而下降。而水解率随着温度升高一直上升，50℃时达82%。综合考虑水解率和酸

3、化率随温度的变化，厨余垃圾水解酸化过程的最优温度条件为37℃；不同温度下厨余垃圾酸化产物中有机酸组成没有明显变化，VFA组成均以甲酸和乙酸为主，所占比例分别为31%～44%和36%～56%，并有少量丙酸和丁酸产生；乳酸一直是酸化过程中浓度最高的有机酸（25～28.1g/L）。温度对厌氧工艺运行影响的研究结果表明：反应器温度的急剧变化（即使只有几度）会对微生物代谢造成较大干扰，导致系统出水COD、VFA增加（VFA的积累则导致系统pH下降），产气下降，影响厌氧消化反应器的运行稳定和最大处理能力。I上海交通大学硕士学位论文温度降低导致

4、污泥最大产甲烷活性下降，温度由37℃降至25℃时，SMA由0.81gCOD/gVSS.d下降至0.54gCOD/gVSS.d。采用四种不同厌氧工艺对厨余垃圾处理，研究结果表明：分相和分段系统和单相系统相比表现出更高的处理负荷，和更高的出水水质，提高了产甲烷过程中气相中CH4含量；两相系统中产甲烷段接种颗粒污泥系统大大提高了COD去除率（达90%以上）降低了出水COD浓度，提高了出水水质；相间回流提高了酸化段的缓冲能力和酸化效果。通过序批实验对厨余垃圾产氢发酵可行性进行研究的结果表明：经过热预处理后厌氧污泥具有产氢能力，以垃圾为底物

5、产气代谢结果表明每克厨余垃圾可以具有40～52ml的产H2潜力，气相中没有明显的CH4产生；发酵结束后的液相中有较多乙醇产生。关键词：厨余垃圾，厌氧消化，温度，发酵产氢II上海交通大学硕士学位论文INVESTIGATIONINANAEROBICDIGESTIONPROCESSOFKITCHENWASTESABSTRACTKitchenwasteshaveahighproportionof40%～80%amongmunicipalsolidwastessothereasonabledisposalofkitchenwastesbec

6、omethekeypointforsolvingtheproblemofmunicipalwastestreatment.Incontrasttothelandfill、incinerationandcompost,anaerobicdigestionwasconsideredtobeasustainabletechnologyfororganicwastes.Itisaneffectivewaytoreducethevolumeofkitchenwastesandtogeneratemethaneforenergyrecover

7、ybyusinganaerobicdigestion.However,anaerobicdigestionisanewtechnologyforkitchenwastesandformostofanaerobicdigestionprocessestheretentiontimeisstilllongwhiletheefficiencyisnotashighasinwastewaterreactors.Soitisinstructivetogointotheprocessanddevelopahigh-efficientanaer

8、obicdigestionprocesstostabilizethekitchenwastes.Inthisthesis,firstly,batchexperimentswerecarriedouttostudyIII上海交通大学硕士学位论文the