名称:餐厨垃圾厌氧发酵
餐厨垃圾的厌氧发酵是密闭厌氧的条件下,
垃圾处理利用厌氧微生物将餐厨垃圾有机部分降解,其中一部分 碳元素物质转换为甲烷和二氧化碳。与其它技术相比,餐厨厌氧发酵技术优势明显,该处理反应不受供 氧限制,机械能损失少;可以产生具有利用价值的甲烷,发酵后沼液、沼渣可以利用;反应在密闭容器 中进行,不易产生臭气等污染物,对环境影响较小。
餐厨垃圾的厌氧发酵由传统而简单的沼气池发展起来,经过多年的改进和摸索,目前发展成为两大 块主流技术:一是高自动化程度的集成化餐厨垃圾处理技术;另一个是餐厨垃圾厌氧发酵制氢高新技 术
3.1厌氧产甲烷 目前,国内外关于厌氧发酵产气研究的文献报道屡见不鲜,研究者主要从物料配比、接种、预处 理、盐度等因子对厌氧产甲烷的影响进行了深入的研究和探讨。 不同物料产气方面,Jae Kyong Cho等人_1 研究发现熟肉食品、纤维素(对照)、熟米饭、蔬菜、 混合餐厨垃圾的沼气产率分别为482 mL/g、356 mL/g、294 mlMg、277 mL/g、472 mL/g,碳素甲烷转 化率分别为82%、92%、72%、73%、86%。酸化相Ts降解率达到87%~90%,VS的甲烷转化率达 到90%。Wang等人¨ 在体积为2.2 L的容器内进行餐厨垃圾的厌氧产气试验,产生的渗滤液回流入反 应容器,接种物为餐厨垃圾的厌氧降解残留物。研究发现在接种物用量为30%,pH调节为中性时,试 验未能达到甲烷化阶段,而接种物为70%时,甲烷产率为300.7 mg/L干物质。厌氧接种方面,马磊等 人¨ 研究了6种不同接种量对餐厨垃圾高温厌氧消化的影响,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600 g条件下,480 g餐厨垃圾接种120 g接种物产气效果最 佳。工艺创新方面,清华大学徐衣显等 人应用连续半干式厌氧消化技术对餐厨垃圾进行了实验室规 模的快速启动试验。研究表明,反应器启动29 d以后,系统pH稳定在6.9—7.6,平均产气速率18.0 L/d,反应器启动55 d以后,平均产气速率为18.9 L/d,平均产气效率973.2 mL/g(以Vs计),反应 器有机负荷率达到3.0 g/(L·d)。
盐分控制及过程优化方面,彭绪亚等 对高盐分餐厨垃圾湿式厌氧发酵进行了研究,试验表明, 发酵液盐分浓度不断累积,由最初的0.084%增长至0.69%,并且还在继续增加;进料有机负荷控制在 3 k (m ·d)时,反应器运行良好,发酵液COD稳定在2 620 mg/L左右,VFA浓度保持在880 mg/L 以下,产气量81 L/d,甲烷含量60%左右。从而摸索出了一套适合高盐分餐厨垃圾的湿式厌氧消化工 艺。马磊等人 钊研究了矿物材料预处理对餐厨垃圾高温厌氧消化过程的影响,结果表明,在同等条件 下,添加矿物材料可以有效促进餐厨垃圾的水解,其中轻烧MgO有效地缓解了餐厨垃圾由于酸化引起 的pH值下降,使产气高峰期较早来到;而在总产气量上添加白云石粉的促进作用显著,膨润土次之, 说明添加矿物材料降低了消化液中钠离子的浓度,可减轻对产甲烷细菌的抑制作用。
厌氧发酵产沼气是一项较为成熟的技术,可以将餐厨垃圾转化为能源,沼渣沼液可以肥料化利用, 而且目前开发的工艺装备自动化水平高,但也存在工艺流程长,配套设施多,投资成本高等现实的制约 因素。从未来发展考虑,需要在技术设备的优化组合,高度集成方面下苦功夫,总体上,餐厨垃圾厌氧 发酵产沼气是未来重点发展和投资的方向之一。