论文部分内容阅读
随着社会经济的发展,人们生活水平及环保意识的不断提高,餐厨垃圾的产生量与环境安全问题成为社会关注的焦点,解决日益严重的餐厨垃圾处理问题显得非常迫切。另一方面,由于传统能源的日益枯竭和所引起的污染问题,开发清洁高效的能源越来越受到全世界的重视。采用厌氧发酵产甲烷技术处理餐厨垃圾,将有机废弃物变废为宝的同时,获得环境效益、社会效益和经济效益的统一。本论文对餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷进行了系统全面的研究,考察了餐厨垃圾的物性组成,在此基础上,进行了餐厨垃圾厌氧发酵的影响因素研究,考察了初步优化条件,继而进行了餐厨垃圾厌氧发酵的实验室扩大化试验和中试研究。主要研究成果如下:(1)餐厨垃圾是一种典型的高固体有机物,平均含水率为79.82%,TS17.10%,VS15.77%;餐厨垃圾平均含油量为3.09%;平均元素含量为C50.65%,H8.18%,N2.34%,C/N21.84;平均钾、钙、钠、镁、磷含量为0.57%、1.17%、1.32%、0.07%、0.67%;重金属Cu、Zn、Hg的平均含量为1.812mg/KgTS、67.021mg/KgTS、0.073mg/KgTS,不含其它重金属;粗蛋白、粗脂肪、总淀粉平均含量依次为12.87%、20.77%、24.06%。各组分含量随季节变化较小。(2)与猪粪、厌氧污泥相比,发酵过的牛粪更适合作为接种物;批量式发酵实验中,接种率为90%、85%、80%、75%、70%、65%的反应体系累计产气量依次为1762mL、3233mL、4111mL、6132mL、6466mL、8467mL,75%接种率的反应体系干物质产气率及产CH4率最高,为426.2mL·g-1TS和811mL·g-1VS;餐厨含油量越大,累计产气量、干物质产气率、TS去除率等越大,但接种率小,含油量大,发酵周期越长,对连续进料厌氧发酵影响不利;盐类对厌氧发酵有较明显的抑制作用;餐厨垃圾水解酸化时间对厌氧处理的影响较小,但室温放置不宜超过4天。(3)在中温连续进料厌氧发酵条件下,进料有机负荷为2.45gVS·L-1d-1、3.67gVS·L-1d-1、4.28gVS·L-1d-1,平均每日产气量依次为17.38L·d-1、24.56L·d-1、28.31L·d-1,产气率依次为0.71L·g-1(VS)d-1、0.67L·g-1(VS)d-1、0.66L·g-1(VS)d-1;进料负荷4.89gVS·L-1d-1时,系统酸中毒,反应不能稳定顺利进行。餐厨垃圾发酵的最大有机负荷为4.28gVS·L-1d-1左右,餐厨垃圾与发酵液干物质比为1:6.2左右,系统产气率为0.66L·g-1VS左右,沼气中甲烷含量平均为63%,系统TS平均去除率为49.6%,系统VS去除率为53.4%。餐厨垃圾(TS为13.36%,VS为91.56%)产气能力约为80m3/t。(4)沼液中VS(干基)为55%~60%,C/N为10:1左右,pH为6.8~7.2,且各项重金属含量均符合生物有机肥的要求,沼液可用来作为生物有机肥的原料。