论文摘要
以厨余垃圾为代表的固体废弃物是城市垃圾的主体,由于其易发酵、变质、腐烂等特性,传统的填埋方法会带来卫生问题及二次污染,同时垃圾中含水量高,热值低,故焚烧所消耗的热量在很大程度上被用于水分的蒸发上,运行费用高,采用焚烧的方法投资大,效益低。另一方面,厨余垃圾中低分子水溶性物质多,极易被微生物降解,可用于厌氧发酵产生氢气、甲烷等能源气体,实现废弃物的资源化。本文中利用连续搅拌槽式反应器（CSTR—Continuous Stirred-Tank Reactor）进行厨余垃圾的厌氧发酵实验,期望实现类似于氢气、甲烷等生物质能源的再生,同时通过改变某些控制条件优化反应器的运行效率,进行工艺改革的一些探索性研究。反应器启动初期污泥驯化实验结果表明,厨余垃圾和蔗糖溶液都能被污泥中的厌氧菌降解产生能源气体,并且产气能力会随着容积负荷的提高而逐渐升高。尽管单位质量的厨余垃圾产气能力低于蔗糖溶液,但所产生的气体含氢量略高于蔗糖溶液发酵的结果。酸相反应器在不同水利停留时间（HRT）的产气速率表明,HRT为2天时,酸相反应器的产气速率及比产氢速率都是最高的,但由于酸化时间较短,造成了挥发性脂肪酸（VFA）在甲烷相的积累,影响了甲烷产量,而HRT过长（例如HRT=8d）,反应器容积负荷过低,直接影响了产气速率。HRT=4d在本实验中被认为是较适合的停留时间,相比于污泥驯化期,比产氢速率、COD去除率均可以达到较理想的目标。在不同温度、不同pH调节方式下对厨余垃圾进行预处理研究表明,这种处理手段可以提高混合液中可溶性COD（S-COD）、VFA的浓度,有利于反应器厌氧发酵。研究同时表明,温度和pH值是影响垃圾水解酸化的关键因素,温度越高,效率越高,pH则需要控制在5.5左右,而垃圾组成对其影响并不明显。利用反应器处理不同方法预处理之后的厨余垃圾,结果表明垃圾经过预处理之后更容易被厌氧发酵,平均产气速率、产氢速率及比产气速率显著提高,反应器达到较好的状态。
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标签：生物产氢论文; 固体废弃物论文; 连续搅拌槽式反应器论文; 水力停留时间论文; 垃圾预处理论文;