餐厨垃圾厌氧消化处理工艺的改进和应用.docx

餐厨垃圾厌氧消化处理工艺的改进和应用【摘要】近年来随着人民生活水平的不断提高餐厨垃圾的产量也日益增加未经处理的餐厨垃圾不仅滋生蚊虫而且污染水体和大气。厌氧消化工艺是目前餐厨垃圾处理中常用的一种工艺但该工艺处理中存在着餐厨垃圾消化条件难控制的问题。本文结合具体餐厨垃圾处理工程就厌氧消化工艺进行了改进。结果表明系统稳定运行处理效果令人满意。【关键词】餐厨垃圾；厌氧消化；处理；挥发性脂肪酸随着我国社会、经济的发展人民生活水平不断提高城市生活垃圾也在急剧增加。据统计调查餐厨垃圾占城市生活垃圾总量的30%～40%。餐厨垃圾包括家庭产生的易腐性厨余垃圾和饭店、单位食堂等产生的易腐性餐饮垃圾。餐厨垃圾的成分十分复杂易腐烂变质其在运输与处理的过程中不仅滋生蚊虫而且污染水体和大气。厌氧消化工艺是目前餐厨垃圾处理中常用的一种工艺但在处理过程中仍存在很多问题如餐厨垃圾单独消化处理时极易出现酸化现象处理效率低（负荷低）等为此必须对厌氧消化工艺进行改进。1.材料与方法1.1材料餐厨垃圾来自垃圾填埋场其各项理化指标如表1所示；。其中污染物指标均满足GB4284—84《农用污泥中污染物控制标准》要求。1.2试验方法将厌氧消化处理进料基质的含水量均调整为（10±2）%。厌氧消化反应器容积50L搅拌强度、温度（35℃）、pH由智能控制系统控制试验过程中的各指标分析均由我单位承担。试验中厌氧系统经驯化培养运行6个月后采取分阶段逐步提高餐厨垃圾有机负荷和提高市政污泥比例的方法进行餐厨垃圾联合市政污泥厌氧消化试验。试验分4个阶段（表2）。第1阶段为单一消化餐厨垃圾有机负荷为2.34g/（L·d）条件下稳定运行约30d后提高有机负荷至3.50g/（L·d）运行约10d因有机负荷提高后系统不能正常运行而中止第1阶段试验。为解决该问题采取了添加市政污泥的方案在系统恢复正常后进行了餐厨垃圾与市政污泥的配比试验。将餐厨垃圾与市政污泥按质量比为2：1混合后进行第2阶段试验此时有机负荷为3.79g/（L·d）HRT为25d；运行后期由于氨氮浓度过高重新进行了配比调整将餐厨垃圾与市政污泥质量比调整为1：1进行第3阶段试验有机负荷为3.77g/（L·d）HRT为25d；第4阶段餐厨垃圾与市政污泥配比不变（1：1）提高有机负荷至5.29g/（L·d）HRT为20d。2.结果与分析2.1pH与挥发性脂肪酸（VFA）浓度变化试验过程中每天监测pH每3～4d监测一次VFA浓度第1阶段在低有机负荷〔2.34g/（L·d）〕时餐厨垃圾单独厌氧消化的pH和VFA浓度均较稳定；当提高餐厨垃圾有机负荷〔3.50g/（L·d）〕时pH低于系统正常控制范围出现酸化VFA浓度也急剧升高到近5000mg/L说明当有机负荷提高时酸化现象影响发酵系统不能正常运行。而在添加市政污泥后的第2、第3和第4阶段（40d以后）试验中pH（6.80～7.60）与VFA浓度（2000～3000mg/L）基本保持在系统正常运行的范围。为了保证反应器内有足够浓度的厌氧菌pH通常应维持在7.0～7.5以满足厌氧菌的最佳生长代谢环境通常稳定的厌氧反应体系中pH可通过厌氧反应中的产酸反应和产甲烷反应平衡。但当产酸反应速率大于产甲烷化速率则出现有机酸的积累pH降低而低pH抑制了甲烷化反应加剧了有机酸的积累形成有机酸浓度增加的恶性循环。为维持系统稳定的pH在应急情况下可采用加碱中和等手段。2.2氨氮浓度及碱度变化餐厨垃圾市政污泥联合消化系统每3～4d监测一次氨氮浓度及碱度其变化如图1所示。由图1可知随着厌氧消化系统有机质停留时间的缩短（有机负荷提高）在第2阶段（40～60d）明显检测到氨氮浓度有积累升高的趋势从约1500mg/L升高到约2500mg/L最终导致系统运行不正常。分析认为是由于氨氮浓度过高对厌氧菌的生物活性有抑制的作用但抑制浓度的阈值和抑制的程度均没有一定的标准通常认为氨氮浓度在2000mg/L时就会产生明显的抑制效果。第3和第4阶段（65～110d）在同样的有机负荷条件下通过增加市政污泥的添加比例氨氮浓度能有效地降低至正常的范围。图1氨氮浓度和碱度变化根据研究可知正常运行的厌氧反应器碱度为小于5000mg/L而在该试验中厌氧消化系统的碱度从开始的7729mg/L降到最后的6758mg/L比正常碱度值要高出30%左右。随着有机负荷的提高整个过程的碱度略有降低但均比较稳定。2.3厌氧消化沼气变化餐厨垃圾和市政污泥通过厌氧消化反应其中的大部分有机碳在微生物的作用下转化成沼气（主要含二氧化碳和甲