餐厨垃圾特性及厌氧消化产沼性能研究

餐厨垃圾是含水率、有机物含量均很高的固体废弃物,餐厨垃圾的大量产生已经成为环境污染的重要方面,作为餐厨垃圾的处理方法,厌氧消化与传统方法相比不仅可以使垃圾得到减量化,还可以产生清洁能源沼气。本文首先对北京市餐厨垃圾的产生及处理状况进行了调研,得出北京市餐厨垃圾的产量及产生特征、目前的处理方式与处理成本等定性和定量数据。数据和结果表明餐厨垃圾目前大部分直接进入垃圾填埋厂或违规用作畜禽饲料。因此,利用厌氧消化生产沼气的处理方式是非常必要的。 本文对餐厨垃圾的特性进行了分析,结果显示三餐厨余性质变化较明显,早餐厨余除可溶性糖及盐的含量较高外其余各项指标均低于午餐和晚餐。不同季度的餐厨垃圾性质并没有明显的差异,VS／TS均维持在70%～80%左右,总氮的含量维持在2%～3%之间,各种有机物中可溶性总糖最高,其次是脂肪、蛋白质、纤维素。 本文旨在利用厌氧消化对餐厨垃圾进行处理,在中温条件下对不同VS浓度的餐厨垃圾在调节与不调节pH两种条件下进行批式产气研究,结果表明在不调节pH条件下最高有机物浓度可达到25gVS·L-1,在20gVS·L-1获得最高的产气率938.6mL·gVS-1。在调节pH的条件下,最高有机物浓度可达到45gVS·L-1,在16gVS·L-1获得最高的产气率991.0mL·gVS-1,而且调节pH后甲烷含量均有不同程度的提高。同时还对不同污泥接种量对产气性能的影响进行研究,结果表明F／M比为0.36时不仅缩短了反应时间而且获得很好的产气效果。 在批式反应的基础上还利用CSTR反应器对连续进料的餐厨垃圾进行了单相序批式厌氧产气性能分析,并对比了不同水力停留时间对其的影响,结果得出在水力停留时间固定在30天的条件下最高负荷率可以达到2.75gVS·L-1·d-1,最佳负荷为2.25gVS·L-1·d-1,产气率达到787.0mL·gVS-1·d-1,而固定进料浓度情况下最高负荷只能达到2.5gVS·L-1·d-1,在2.25gVS·L-1·d-1产气率最高,达到723.9mL·gVS-1·d-1。因此随着负荷的提高,要保证足够的水力停留时间,否则较高的负荷将超过微生物的分解能力而导致系统失稳。