接种量对餐厨垃圾高温厌氧消化的影响

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1、接种量对餐厨垃圾高温厌氧消化的影响2011-04-0611:11 环卫科技网 作者：马磊王德汉谢锡龙等 0条评论分享本文到...摘要：研究不同接种量对餐厨垃圾高温厌氧消化的影响，探求餐厨垃圾高温厌氧消化的最佳接种量。在55℃条件下，比较6种不同接种量对餐厨垃圾高温厌氧消化过程中pH、总磷浓度、VFA浓度、产气量及餐厨垃圾TS、VS去除效果和消化液CODCr去除效果的影响，结果表明：添加接种物不仅可以提高消化系统的缓冲能力，而且缩短系统产甲烷细菌的积累周期，有利于产气高峰提前，同时对餐厨垃圾的降解有一定的促进作用。其中，在消化物总量600g条件下，480g餐厨垃圾接种120g接种物

2、（TS比为9.47）产气效果最佳，整个过程累积产气量为9359mL，显著高于其它处理，此外，餐厨垃圾TS、VS去除率和消化液CODCr去除率也达到最佳效果，去除率依次为60%、70%和39.67%，但是CODCr去除率与CK差异不显著。关键词：餐厨垃圾，厌氧消化，高温，接种物0引言接种物的数量和质量对于厌氧消化中产甲烷阶段的运行效果和稳定性非常重要[1]。如果接种量偏少，微生物数量不够（尤其是甲烷菌数量），容易使发酵起始时间延长，产甲烷的速度降低，造成酸积累从而使沼气发酵失败[2]。如果接种量偏多，则在保证高处理效率的条件下，消化器的容积必然增大。目前，在研究固体废弃物厌氧消化时

3、，国内外研究者大多采用经过驯化的厌氧污泥作为接种物，污泥主要取自污水处理厂厌氧消化池的活性污泥、化粪池的厌氧污泥和池塘污泥等，也有研究者采用牛粪等材料作接种物[3-12]，此外，Lopes等研究了反刍动物的瘤胃液接种对有机固体废弃物厌氧消化的影响[13]。在接种量的研究上，张爱军等人认为在沼气固态厌氧发酵时，接种物比例为料重的20%左右，甚至30%以上，这样可以提高产气速率和甲烷的产量，并且随着固体含量的增大，接种量也相应增大，有时固体废物的量与接种物的量之比达到60︰40以上[14]。Nallathambi在研究不同接种量对一种草料降解的影响时也发现气体产量随接种量的增加而增加

4、[15]。潘云霞等研究了接种物浓度对厌氧发酵产气特性的影响，发现适宜的接种物浓度有利于细菌和微生物的生长，使产气加快，并且接种物的浓度与物料浓度相互制约[6]。在餐厨垃圾厌氧消化的厌氧消化处理研究中，王星等先后采用了驯化后的厌氧污泥和运行中的厌氧消化器中消化物进行接种[16,17]，然而对接种量还未作研究。本文在驯化研究的基础上对接种物的数量进一步深入研究，在55℃条件下，采用驯化后的厌氧污泥作为接种物，在消化底物总量一定的前提下研究了6种不同接种量对餐厨垃圾高温厌氧消化过程的影响，以期对餐厨垃圾的厌氧消化工艺的完善提供参考。1材料与方法1.1材料1）餐厨垃圾试验所用餐厨垃圾取自

5、校内某一学生食堂，主要是餐后垃圾，成分包括米饭、蔬菜、肉、骨头、菜汤等。新取来的餐厨垃圾经过机械打浆，保存于-4℃冰箱待用。餐厨垃圾的主要性质见表1，同时测定餐厨垃圾离心液（3500r/min，10min）中Ca2+浓度为1452.28mg/L，Mg2+浓度为95.05mg/L，pH值为4.22。表1餐厨垃圾的主要性质2）接种物厌氧消化所用接种物为驯化20d的化粪池厌氧污泥，每天添加餐厨垃圾的量为污泥质量的0.5%[18]，餐厨垃圾的理化性质与本试验的相同。其色为黑色，均匀蓬松，主要性质见表2。表2接种物的主要性质1.2试验装置试验装置（图1）主要由1000mL的广口消化瓶，10

6、00mL集气瓶和100mL量筒三部分组成。消化瓶处在（55±1）℃的水浴中，消化过程产生的气体经聚乙烯管进入集气瓶，同时等体积的3%NaOH溶液在压力作用下置换溢流至量筒，量筒中液体的体积读数即为所产甲烷气体的体积。在试验材料入瓶前和每次取样前，先关闭阀门3，然后在材料入瓶后和取样完成后打开阀门2，从阀门1向消化瓶通入N22min，以保持消化瓶内的厌氧环境。图1餐厨垃圾高温厌氧消化装置（来源：互联网）1.3试验方法试验设6处理（表3），每处理3个重复。在相同试验条件下分别取与T1、T2、T3、T4和T5质量相等的接种物做产气试验，在计算各处理累计产气量时扣除其产气量。试验于200

7、7年4月26日14︰00开始，混合完成后取样测定各处理各项指标作为反应起始值，第2天（4月28日）14︰00开始取样测定各指标，并记录产气量（量筒中3%NaOH溶液的体积）。过程中不定时地摇动消化瓶，起到搅拌作用。餐厨垃圾酸化水解迅速，pH大幅度下降，对甲烷菌有一定的抑制作用，因此，试验过程中对各处理进行了pH的调节，试验开始第4天，各处理加入20%KHCO3溶液5mL来增强系统的缓冲能力，减缓pH的下降。第8天，各处理加入20%KOH溶液15mL。第10～12天，继续使用20%