青贮秸秆与餐厨垃圾共消化产沼气潜力实验研究.pdf

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1、国目阻叫青贮秸秆与餐厨垃圾共消化产沼气潜力实验研究张宏娟山东十方环保能源股份有限公司。．擎．摹：，!苎堕妻圭鲎当量鬯提苎，璺毫生活垃圾作为城市垃圾的主要部分，对环境的污染日益严重，严重阻碍了我国经济的可持续发展。查熹苎!苎!与搴拿譬垫窭参具有厌氧发酵产气潜力的有机度物，对青贮秸秆与餐厨垃圾中温(35"C)条件下共消化的产沼气番力及箕≯i气特性进行研究，为中试提供青贮秸秆和餐厨垃圾的最佳混合比及相关运行参数。⋯。关键词：餐厨垃圾；秸秆；厌氧；混合比利用厌氧消化对餐厨垃圾进行处理的方法，是目前应用最广泛的技术，厌氧发酵的产物是沼气，这是一种无污染的能

2、源，在将餐厨垃圾转化成沼气的过程实现了餐厨垃圾的无害化、资源化利用，而单独发酵餐厨垃圾具有不稳定性而秸秆发酵周期过长，考虑二者单独发酵的弊端，将餐厨垃圾与秸秆进行联合，通过合理的搭配来达到共同促进的目的。1餐厨垃圾以及秸秆的特性及其危害餐厨垃圾是我国城市的一种主要固体废弃物，产生量较大，餐厨垃圾含水率高，易腐烂发臭，不及时有效处理会给环境造成很大危害。餐厨垃圾的特点及产生的危害有以下几个方面：(1)餐厨垃圾通常含水率约为80％-90，会产生大量的渗滤液会污染地下水以及河流。运输困难且容易漏，由于热值低，燃烧起来容易造成二次污染；(2)富含大量有机

3、物，如糖类、脂类、蛋白、纤维素等，富含微量元素，在夏天极易腐败变质，而产生大量的毒素及病菌，将餐厨垃圾作为饲料为喂家畜，容易产生疾病从而传染到人类，给人们健康带来威胁；(3)餐厨垃圾中含有大量的油，对这些油的二次利用产品一地沟油返回餐桌，造成食物中毒甚至致癌。秸秆是除餐厨垃圾以外另一类难处理的垃圾。它包括甜高粱秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆等农作物秸秆。其特点表现在以下几个方面：同样含有大量有机物，秸秆中的有机物主要包括糖类、纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质等，其中主要是纤维素、半纤维素占多数，其次是木质素，所以秸秆的分解很缓慢。(1)元素成分主要以C

4、为主，含N较少。(2)含有很少量的无机盐，因此在发酵中盐离子的抑制较少日常生活中将秸秆进行焚烧，主要危害有以下几点：(I)产生大量烟雾，污染大气。(2)产生大量颗粒污染物，对人类的身体健康造成威胁。(3)大量燃烧容易引发火灾。2实验方法2．1实验思路分别研究青贮秸秆、餐厨垃圾、不同比例的青贮秸秆与餐厨垃圾混合厌氧消化的产甲烷能力，通过对比，探讨青贮秸秆与餐厨垃圾共消化的产甲烷潜力及其主要影响因素。通过实验确定中试的物料混合比、厌氧消化时间等运行条件。2．2原料和设备原料{餐厨垃圾、微生物发酵作用处理过的青贮秸秆；接种物：餐厨处理厂污泥。实验设备：

5、AMPTSII(甲烷潜力测试系统)2．3实验条件餐厨与秸秆共消化实验反应温度为35℃，反应时间为45天，混合物料与接种污泥的总体积为150mi，物料与接种污泥以1：4(质量比)的比例调配，每个比例设置有两组样品，其沼气产量以平均值为准。2．4实验步骤(1)物料预处理将收集到的餐厨垃圾分选并破碎，青贮秸秆破碎；(2)接种将预处理过的接种物按一定比例混合均匀后转移到血清瓶中，每瓶150mi：(3)营养液添加将营养液主要组分进行分类划分，分别配制A(主要无机盐)、B(磷酸盐)、c(硫酸盐)、D(微量元素)、E(维生素)5种营养母液，使用时，加入A、B、

6、c、D、E母液分别为1．5ml、0．3ml、0．15ml、0．15ml、0．75m1。(4)pH调节用NaHC03、HCl溶液调节pH值为7．0土0．10之间。(5)反应器安装依次将血清瓶、吸收瓶(3mol／LNaOH溶液lOOml)，气体计量装置串联起来。设定水浴锅温度为35"(2、搅拌速度为90rpm连续搅拌。启动软件。2．5测试项目及结果(1)原料及接种物的理化性质(2)餐厨与青贮秸秆混合消化产沼气数据图l为样品在厌氧消化过程中累积沼气产量变化趋势图。如图所示，control样为污泥自身厌氧产气过程，产气量少、速率慢，反应45天的产气总量为

7、93．2ml，即每克污泥的沼气产量约3．Iml。除control样外，其他样品厌氧消化产气过程基本相似，先经过5天左右较低产气速率阶段，在这一阶段，厌氧污泥从饥饿状态逐步复苏恢复产甲烷活性，之后经历了15天左右的快速发酵产气阶段，此阶段产甲烷菌的活性较高，基质较为丰富，产气达到了较高速率。之后，随着基质浓度的下降，抑制性物质如氨氮、VFA的积累，产甲烷菌活性逐渐降低，直至停止产气。其中，餐厨样(样品1／2)的产气总量为1378mi，每克餐厨产气量约为46m1；秸秆样(样品13／14)的产气总量为925．7ml，每克秸秆产气量约为31ml；餐厨和秸

8、秆的混合样(3／4、5／6、9／10、11／12)产气量介于1155-1305mi之间，明显高于秸秆单独厌氧消化产气量，略低于餐厨单独厌